“饑餓”的細菌——廢水回收的利器

材料牛注：如今，能源的可持續利用越來越受到重視。在廢水處理方面，來自比利時根特大學的研究團隊通過改善細菌捕獲有機物的方式，成功地提高了廢水再利用率，這為廢水處理的能源平衡邁出堅實的一步。

全球正致力于從廢水中提取熱能、沼氣能甚至電能，比利時根特大學的生物化學和微生物的專家團隊與華盛頓水務公司合作可能使廢水能源提取率得到巨大提升。

來自浴室和廚房的污水是一種潛在的能源，因為廢水中懸浮著各種有機物質。如果真正要實現污水處理的自我維持，訣竅是找到一種有效的方式分離有機物質和廢水，這樣可以對廢水進行回收，有機物用于生成生物能源。

目前，污水處理廠的總體原則大多圍繞在優化污水中有機物質的微生物如細菌、真菌和原生動物的培養。當吸收廢水中有機物質時，微生物將形成團聚并沉降于容器底部，從而使相對澄清的液體與固體分離，進一步實現純化。此過程通常包括“接觸穩定化”的步驟。在“接觸穩定化”過程中，兩個曝氣池將保證微生物在引入下一批需要處理的污水之前仍然保持活性。

目前，整個污水處理過程大約能實現污水混合物中約20％至30％有機物的回收。比利時項目研究員Francis Meerburg博士表示，研究團隊的目的是改善細菌捕獲有機材料的方式。Meerburg說：“我們的方法是獨一無二的，因為我們開發了高速率的接觸穩定過程。”研究團隊發現可以通過確保細菌的“饑餓感”來提高接觸穩定過程中的產量。

“我們通過一種“禁食方案”定期使細菌饑餓”，尼克Boon教授解釋道：“然后，讓廢水短暫地與饑餓的細菌接觸，“貪婪”的細菌此時僅吞噬廢水中的有機物。這時我們便能收獲未被吸收的材料用于產能或生產高質量的產品。最后我們再對剩余細菌進行饑餓處理，從而使得它們能夠再次凈化污水。”

這種新方法可以從污水中回收超過55％的有機物，這是對目前20％至30％回收水平的一個重大改進。根據研究團隊的計算，這個回收量可以實現在不需要外部電源的情況下，提供充足的能量完成整個污水處理過程。

Siegfried Vlaeminck教授在New Atlas中表示：這項研究將成功減少公眾的能源賬單和實現廢水處理的能源平衡。“雖然我們的工藝無法直接解決氣候變化的大問題，但卻能在眾多小細節中發揮作用”，Vlaeminck 說道：“對比用電量方面，在擁有600萬人口的佛蘭德斯地區，Aquafin市應用這種方式產生的電量，可以提供超過69萬人（超過人口的10％）的住宅用電量。這展現了污水處理在節能方面的巨大潛能和影響”。顯而易見，這種新型研發的廢水處理工藝將更加便捷、實用、可持續發展，且這項技術直接從實驗室大規模應用到了美國首都城市。

目前，研究人員正在與DC Water（哥倫比亞特區水務和污水管理局）合作，在一部分的工廠水處理設備上施行新工藝。下一步的研究重點將是評估該工藝如何有效地實現大規模廢水處理。

原文鏈接：“Starving” bacteria to double energy extraction from sewage.

本文由材料人編輯部丁菲菲提供素材，馬秋晨編譯，朱曉秀審核，點我加入材料人編輯部。

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