不同負(fù)載下熱再生氨電池產(chǎn)電及Cu2+去除特性

盧志強(qiáng)，張亮，李俊，付乾，朱恂，廖強(qiáng)，陳鵬宇

（1 重慶大學(xué)低品位能源利用技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400030；2 重慶大學(xué)工程熱物理研究所，重慶 400030）

電鍍行業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含銅廢水。Cu作為二類有害物，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定排放廢液中的Cu含量不得超過2.0mg/L。未經(jīng)處理的含銅廢水直接排放不僅會(huì)對環(huán)境造成巨大的危害，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)。因此對含銅廢水的處理及對銅的回收利用是十分必要的。目前處理含銅電鍍廢水的方法主要包括化學(xué)沉淀、離子交換法、吸附法、膜過濾法和電化學(xué)處理等，然而這些方法往往存在著二次污染、耗能高、成本高、效率低等缺點(diǎn)。因此尋求新的高效、環(huán)保、節(jié)能的處理新技術(shù)是十分必要的。

Zhu 等依據(jù)TRABs 中陰極發(fā)生Cu的沉積反應(yīng)這一特性，提出將其運(yùn)用于去除含銅廢水中的銅離子。該系統(tǒng)如圖1所示，將待處理的含銅廢液通入TRAB 的陰、陽極腔室，反應(yīng)后陽極Cu濃度升高可被回收利用，而陰極Cu濃度不斷降低，從而實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)電的同時(shí)去除廢水中的Cu。研究表明，該系統(tǒng)對較高濃度的含銅廢液（>0.01mol/L）中Cu的去除率可以達(dá)到50%以上。有研究發(fā)現(xiàn)電池的產(chǎn)電性能及Cu的去除率均隨著Cu的濃度增加而增加。但由于陽極腔室中的氨透過陰離子交換膜傳輸?shù)疥帢O腔室產(chǎn)生混合電位，使電池發(fā)生自放電，降低電池產(chǎn)電性能，而電池中Cu的去除率與其產(chǎn)電特性息息相關(guān)，自放電現(xiàn)象的存在限制了銅離子的去除。

圖1 基于熱再生電池的含銅廢液處理與資源回收系統(tǒng)