一种可持续的流动电极电容去离子化方法，用于高效净化强酸性矿井废水并回收铀

《Journal of Cleaner Production》：A sustainable flow electrode capacitive deionization approach for efficient decontamination and uranium recovery from strongly acidic mining wastewater

本研究采用流电极电去离子技术处理酸浸铀矿废水，实现铀>95%去除率和>80%回收率，验证其长期稳定性和选择性回收机制。

　　铀的高效去除与回收对于环境保护和核能产业的可持续发展至关重要。本研究采用流动电极电容去离子（FCDI）技术，用于处理酸浸原位开采（AISL）过程中产生的铀污染地下水。尽管FCDI技术此前已被用于营养物质和重金属的去除，以及初步的铀提取，但本研究首次展示了其在强酸性、硫酸盐丰富的采矿废水中去除铀并实现高回收率的能力。在最佳条件下，铀的去除率超过95%，回收率超过80%。理论计算与实验结果表明，在充电过程中，铀和共存离子迅速迁移至阴极和阳极。在阴极，UO?2?被电化学还原为不溶性的UO?，沉积在碳颗粒上；而在阳极，UO?(SO?)?2?分解为UO?(SO?)或UO?2?和SO?2?。极性反转后，共存离子迅速迁移到通道中，而铀则被保留在阴极和阳极，从而实现选择性回收。长期循环测试使用真实采矿废水验证了FCDI系统在12次充放电循环中的高稳定性和材料耐久性。本研究证明FCDI是一种在强酸性铀污染地下水治理与资源回收方面具有前景的技术。

铀是一种自然存在的放射性元素，在核燃料循环中发挥重要作用。随着核能的快速发展，铀矿开采近年来迅速扩展。值得注意的是，据国际原子能机构（OECD-NEA & IAEA, 2020）报道，全球超过60%的铀产量是通过原位浸出（ISL）技术从砂岩型铀矿床中获得的。在ISL采矿过程中，通常将硫酸作为浸出液注入矿体，通过注水井溶解有用的金属，然后通过抽水井将含铀的溶液抽至地表进行铀回收（Bhargava et al., 2015; Zhou et al., 2020）。尽管该方法效率较高，但酸浸原位开采（AISL）不可避免地会留下大量强酸性、富含硫酸盐的地下水，其中含有微量的U(VI)（Maxim et al., 2016）。例如，中国新疆地区AISL后的地下水通常呈现pH值低于2，硫酸盐浓度在5–10 g/L之间，残留铀浓度约为5 mg/L（He et al., 2021）。这种铀污染地下水带来了两个关键挑战：（1）由于铀的流动性，长期的环境和辐射风险；（2）铀资源以稀释的水溶液形式流失。因此，迫切需要能够同时治理这种废水并回收铀资源的技术。

已有多种传统方法被用于铀污染水的处理，包括化学沉淀、离子交换、吸附和膜分离（如反渗透和电渗析）（Liao et al., 2004; Heshmati et al., 2015; Santos and Ladeira, 2011; Song et al., 2014）。然而，在处理铀浓度较低的污染地下水时，化学沉淀、离子交换和吸附等方法效率较低，要么因为化学试剂需求高，要么因为选择性差（Ke et al., 2023）。反渗透（RO）和电渗析等膜分离方法往往能耗较高（Walha et al., 2007; Huang et al., 2022; Yang et al., 2025）。例如，Lim et al. (2024) 表示，在实验规模下，RO处理含盐水的能耗约为0.8–2.7 kWh/m3。

电容去离子（CDI）作为一种新兴技术，因其低能耗、无化学试剂、电极易于再生等优势，在离子去除和资源回收方面展现出良好的前景（Jeon et al., 2013; Tauk et al., 2024a, Tauk et al., 2024b）。然而，传统的CDI系统使用固定电极，存在离子存储容量有限和操作间断等问题（Zhang et al., 2018）。为了解决这些问题，开发了流动电极电容去离子（FCDI），其使用基于浆料的流动电极，使系统能够连续运行，并具有近乎无限的吸附容量（Ma et al., 2020; Zhang et al., 2020）。近期研究表明，FCDI在去除营养物质（如氮、磷）（Xu et al., 2021; Chen et al., 2022）和重金属（Zhang et al., 2021; Zhong et al., 2024）方面具有广泛应用。初步研究还表明，铀酰离子（UO?2?）及其络合物（如UO?(CO?)、UO?(SO?)、UO?(SO?)?2?）在FCDI系统中可以被有效保留或转化（Ma et al., 2019; Zhou et al., 2022; Tang et al., 2025; Zhao et al., 2025）。

虽然FCDI已被用于去除多种污染物，包括营养物质、重金属和铀，但在简化条件下进行的研究，其在强酸性、富含硫酸盐的铀采矿废水中的表现尚未得到充分探讨。特别是，在这种复杂的化学环境中，对铀去除、选择性回收、转化机制和长期稳定性进行同步评估的研究仍较为有限。因此，本研究旨在填补这些空白。首先，研究了FCDI在典型AISL地下水条件下的操作可行性。接着，探讨了关键参数（电压、pH值、停留时间、放电时间）对铀去除和回收性能的影响。此外，还分析了铀在FCDI装置中的迁移和转化机制。最后，进行了连续循环实验，使用真实AISL后的地下水，评估系统的稳定性、回收效率和材料完整性。本研究为铀在共存离子条件下的电化学行为提供了新的见解，并展示了FCDI在强酸性铀污染地下水治理与资源回收方面的潜力。

本研究使用的FCDI装置的配置如图1所示。从左至右依次放置了丙烯酸端板、石墨集流板、阴离子交换膜（AEM）、硅胶垫片（内嵌钛网，厚度为0.5 mm）、阳离子交换膜（CEM）、石墨集流板和丙烯酸端板，并用螺栓固定。硅胶垫片作为通道或脱盐室，与交换膜配合，使溶液能够流动。该装置的设计使得FCDI在处理复杂废水时具有良好的适应性和操作性。同时，流动电极的设计也提升了系统的处理能力，使其能够持续运行，并在较长时间内保持较高的性能。

为了评估FCDI在处理AISL后地下水中的可行性，本研究首先进行了实验测试。图S1展示了连续三次充放电实验中出水的电导率变化。观察到在充电电压为3.6 V的条件下，电导率迅速降至400 μS/cm以下，并在100分钟内保持稳定。然而，当放电电压为0.2 V时，电导率迅速上升。这一现象表明，在充电过程中，大部分离子被从废水中去除，并在放电过程中迁移回新鲜的废水。这种离子的迁移特性对于FCDI在处理复杂废水时具有重要意义，同时也为选择性回收提供了理论支持。

在FCDI系统中，铀的去除与回收依赖于其在电极表面的迁移和转化。在充电阶段，UO?2?和共存离子（如SO?2?）迅速向阴极和阳极迁移。UO?2?在阴极被电化学还原为不溶性的UO?，沉积在碳颗粒表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?被分解为UO?(SO?)或UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理强酸性废水时实现高效的铀去除和回收。

为了进一步探讨FCDI在处理共存离子条件下的铀去除与回收性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI装置中，铀的迁移和转化机制是其高效去除与回收的关键。在充电过程中，UO?2?和共存离子（如SO?2?）迅速迁移至阴极和阳极。UO?2?在阴极被电化学还原为不溶性的UO?，沉积在碳颗粒表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?被分解为UO?(SO?)或UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理强酸性废水时实现高效的铀去除和回收。极性反转后，共存离子迅速迁移到通道中，而铀则被保留在阴极和阳极，从而实现选择性回收。这种机制不仅提高了铀的回收率，还减少了其他离子的干扰，使FCDI在处理复杂废水时具有良好的适应性。

为了评估FCDI在真实条件下的稳定性、回收效率和材料完整性，本研究进行了连续循环实验。实验使用了真实AISL后的地下水，并在12次充放电循环中监测了系统的性能。结果表明，FCDI系统在长期运行中表现出良好的稳定性，铀的去除效率和回收率保持在较高水平。同时，电极材料在多次充放电后仍然保持良好的性能，未出现明显的性能下降。这一结果验证了FCDI在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的可行性，并为其在实际应用中的推广提供了支持。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到溶液pH值、离子浓度和电极材料的影响。实验结果表明，在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

此外，本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

在实际应用中，FCDI系统需要考虑多个因素，包括电极材料的选择、溶液的pH值、离子浓度和电场强度。实验结果表明，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，同时减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

为了进一步评估FCDI在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的可行性，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步评估FCDI在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的可行性，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

此外，本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，FCDI在处理这种复杂废水时具有良好的适应性，并能够满足实际应用的需求。同时，FCDI系统在处理过程中产生的副产物较少，减少了对环境的二次污染，使其在环保方面具有优势。

为了进一步优化FCDI系统在处理强酸性、富含硫酸盐的铀污染地下水时的性能，本研究对关键参数进行了系统分析。这些参数包括充电电压、pH值、停留时间和放电时间。实验结果表明，充电电压对铀的去除和回收具有显著影响，较高的充电电压能够更有效地促进离子迁移和沉积。pH值的变化也会影响铀的形态和迁移行为，例如在强酸性条件下，铀主要以UO?2?的形式存在，而在中性或碱性条件下，可能会形成其他络合物。停留时间的长短决定了离子在电极表面的吸附和转化过程，较长的停留时间有助于提高铀的去除效率。放电时间则影响离子的释放和迁移，较短的放电时间能够更有效地将铀保留在电极中，提高回收率。

在FCDI系统中，铀的去除和回收不仅依赖于其在电极表面的吸附和转化，还受到电场强度和电极材料的影响。实验结果表明，较高的电场强度能够促进离子的迁移和沉积，从而提高铀的去除效率。同时，使用高比表面积的碳材料能够提高铀的吸附能力，减少其他离子的干扰。在强酸性条件下，UO?2?更容易被还原为不溶性的UO?，沉积在阴极表面。而在阳极，UO?(SO?)?2?的分解受到离子浓度和电场强度的影响，较高的离子浓度和电场强度能够促进其分解为UO?2?和SO?2?。这种离子的迁移和转化过程在FCDI系统中具有高度的选择性和效率，使其能够在处理复杂废水时实现高效的铀去除和回收。

本研究还探讨了FCDI在处理共存离子条件下的操作可行性。实验表明，在强酸性、富含硫酸盐的条件下，FCDI系统能够有效去除铀和共存离子，并实现较高的回收率。这一结果表明，F