华盛顿州立大学的研究人员开发了一种可持续的废水处理系统，依靠产生电子的微生物群落来清洁水。

 

这项工作有一天可能会减少对用于移动和处理废水的能源密集型过程的依赖，这些废水占美国总电能消耗的2%。

 

在博士后研究助理Abdelrhman Mohamed和Paul Hohenschuh基因杰出教授Haluk Beyenal和Linda Voiland化学工程与生物工程学院的领导下，研究人员在《生物电化学》杂志上报告了他们的工作。

 

在废水处理中，曝气是去除污染物的一个耗能高且必要的过程。泵持续工作，将空气混合到水中，杏耀QQ加入氧气，然后细菌利用氧气氧化有机物和污染物。在他们的工作中，研究人员使用了他们开发的一种独特的微生物燃料电池系统，作为外部曝气的替代品。

 

他说:“如果我们把美国的能源消耗减少哪怕很小的一部分，每年的成本就会达到数十亿美元。”“能源成本是一部分，但这也意味着减少环境排放。”

 

微生物燃料电池的工作原理是让微生物将化学能转化为电能，其方式与电池类似。它们不能产生大量的电力，因此已经被用于低功率应用，特别是在偏远地区，在那里电池是不可用的。

 

在废水处理的情况下，微生物燃料电池可以填补曝气和氧气扮演的角色-接受电子，杏耀联系细菌产生作为其代谢工作的产物。

 

该系统除了替代氧气外，还可以产生少量电能，用于做额外的曝气。

 

穆罕默德说:“我们试着分两步来考虑。“我们降低了能源成本，因为你不需要充气和添加氧气，但第二部分是我们产生的少量电力，我们可以用于一些有用的应用在污水处理厂本身。”

 

贝耶纳尔补充说:“这就像我们在重复收费。”“我们使用电极和电子受体来促进微生物生长。另一方面，我们为泵获得一点电力，并使其通气。这种方法效果更强，处理废水速度更快。”

 

燃料电池已在理想条件下的废水处理系统中进行了实验，但在现实和各种条件下，它们往往会失败。

 

“微生物燃料电池缺乏内部调控，控制阳极和阴极的电位， 杏耀平台的价值观 ，因此电池电位，”Mohamed说。"这可能导致系统故障。"

 

在华盛顿州立大学团队开发的系统中，研究人员增加了一个额外的电极，可以对燃料电池系统进行额外的控制。系统是可切换的。它既可以作为微生物燃料电池自己工作，在缓慢地清理废物时不消耗能量，也可以转换成比曝气法消耗更少能量、清理更彻底的燃料电池。默罕默德发明了一种可以控制电极的廉价便携式电子设备。

 

研究人员能够在实验室中运行他们的系统一年，并且没有出现故障，在莫斯科，爱达荷州的一个废水处理测试设施的试点规模。爱达荷大学环境工程教授埃里克·r·科茨(Erik R. Coats)是该项目的合作者，他拥有并运营这个试验性规模的处理设施。该系统去除废物的速度与曝气相当。

 

该系统有可能完全独立于电网使用，研究人员希望有一天它能被用于小规模的废水处理设施，如清理养牛场周围或非常偏远的农村地区。

 

默罕默德说:“随着时间的推移，我们已经取得了很大的进展。”默罕默德在威斯康辛大学读本科时就开始对微生物燃料电池感兴趣。“要将其应用到实际应用中，我们还需要克服一些挑战，但看到该领域在一段时间内取得显著进展，这是令人兴奋的。”

 

贝耶纳尔说:“建造这些系统非常困难。“我觉得写提案时一切都很简单，但这需要花费大量时间和大量新发现。市场上没有这样的东西。”