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美国科学家利用微生物燃料电池技术可将污水处理厂变电厂

http://www.waterchina.cn 2012-8-17 中国科技网

(水业中国网上海工作站8月17日讯)美国俄勒冈州立大学的研究人员利用微生物燃料电池的性能,可直接使污水处理厂的废水产生电力。从而为未来开启了一扇大门,污水处理厂不仅可以电力自给自足处理污水,还可将多余的电力出售。该研究成果发表在最新一期《能源与环境科学》期刊上。

该大学开发的新技术,是在细菌氧化有机物的过程中,使燃料电池从阳极到阴极产生电子并创建电流。新技术让单位体积污水产出的电力比其他微生物燃料电池的方式要多10至50倍之多,更是其余方式的100倍。研究人员说,这种新方法可能最终会改变世界各地所有污水处理厂的方式,取代已广泛使用将近一个世纪的“活性污泥法”过程。

该大学生物和生态工程副教授刘宏(音译)说:“如果这项技术以商业的规模运作,污水处理厂将可能是一个巨大的能源生产源,而不再是一个能耗大户。这可能会影响到世界各地,节省大量的金钱、提供更好的水处理技术和促进能源的可持续发展。”

据专家估计,在美国和其他发达国家约3%的电力用于废水处理的能源消耗,这些电力主要来自导致全球气候变暖的化石燃料。如果充分挖掘废水的潜力,在理论上可以提供很多倍的能源而不增加温室气体排放。

几年前,该大学的研究人员曾经展望过这项技术的前景,但当时这个系统只能产生很少的电力。随着“降低阳极阴极间距,改变微生物和新分离器材料”新概念的出现,现在该技术可以使液体反应器每立方米体积产生两千瓦以上的电力,远远超过任何其他微生物燃料电池的功率密度量。

该系统还优于另一种基于厌氧分解产生甲烷的废水处理法,因其没有任何不利环境的缺点,不会生成不必要的硫化氢,或可能释放出甲烷这种温室气体。

现在该系统在实验室已具有相当庞大的规模。研究人员说,他们正在寻求一个测试地点,下一步将开展一个预备试验。随后的研究是找到在使用中更合适的微生物、降低材料成本和在商业规模上改进技术功能,以进一步降低成本。研究估计,这项新技术的基本建设成本与现在广泛使用的活性污泥系统差不多,而当把多余电力可销售的因素考虑进去后,甚至还会更便宜些。

不仅仅是废水,几乎任何类型的有机废物材料都可用于生产电力,如草秸秆、动物粪便,还有葡萄酒、啤酒或奶制品行业的副产品。该方法也可以对电力有限的发展中国家贡献特殊的价值,特别是一些比较困难或不太可能处理污水的偏远地区。

(来源:中国科技网,作者:华凌,上海供排水项目网戴晓红编辑,2012年8月17日)


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