目前正在預審中的一篇論文將發表在《水研究》雜志上，該論文介紹了使用微生物燃料電池進行廢水處理和能源生產的研究，這兩個重要的工業部門在可持續性和綠色證書方面都有改進的余地。

　　從生活污水處理中回收能源

　　廢水流出物中所含的生物質有可能被用于新產品和能源生產目的。每年產生3000億立方米的生活廢水，其中約6000億千瓦時的能量被鎖在這種寶貴的可再生資源中所含的有機物中。

　　從廢水中回收能源為實現循環經濟的目標，以及幫助降低廢水處理過程的相關成本提供了機會。

　　*近，對微生物燃料電池的工業應用的研究越來越多。這些創新設備通過有機物的氧化來發電，在這個過程中利用產電細菌。細菌被固定在陽*上，并與燃料電池陰*處的氧還原反應相結合。

　　目前對微生物燃料電池的研究主要局限于實驗室和實驗室規模的反應器。此外，研究主要集中在使用合成廢水，這并不代表典型的現實世界廢水。處理實際廢物流的微生物燃料電池的中試示范越來越緊迫。如果要在商業規模上實施該技術，這些都需要顯示足夠的性能。

　　工業應用微生物燃料電池設計的一個關鍵挑戰是可擴展性。這是因為需要實現密集的電*填充，同時增加反應器的容量以使其性能*大化。

　　如果在放大過程中不保持電*的比表面積，則體積功率密度會受到嚴重影響。保持足夠的電*填充需要能夠承受高水壓的電*，以避免陰*及其腔室的溢流。

　　以前的中試規模微生物燃料電池僅限于廢水曝氣過程。這個過程對于廢水處理和能量回收來說是不可取的，因為它消耗了處理廠所用能量的一半。

　　直接空氣陰*可以減少能源需求，但到目前為止，在微生物燃料電池中對該技術的研究一直具有挑戰性。增加反應器的體積和電*尺寸會導致陰*和陰*室的泄漏和溢流。迄今為止，*大的直接空氣陰*反應器使用了昂貴的貴金屬催化劑，這大大增加了試點項目的資金成本。

　　*近，一種在窗玻璃結構中利用活性炭的新型陰*，陰*包含在不銹鋼框架中。與傳統陰*相比，陰*可以承受更高的水高度，并產生類似于較小的實驗室規模微生物燃料電池的*大功率密度。

　　研究中開發的微生物燃料電池包含多面板陰*，每個陰*都有十五個活性炭陰*面板。這種新型電池在美國賓夕法尼亞州托比漢納軍用倉庫產生的生活廢水中進行了測試。陰*的總表面積為20m2，微生物燃料電池的總體積為850升。

　　燃料電池安裝在現場已經存在的廢水處理設施中。來自微生物燃料電池的流出物用作生物過濾單元的流入物。這用于進一步處理廢水，以達到相關的排放標準。組合的微生物燃料電池和生物過濾系統被集成到一個廢水處理裝置中，每分鐘可以處理和處理高達3.79升的生活和工業廢水。

　　新型微生物燃料電池的*終電*填充密度與使用較小的實驗室規模反應器實現的填充密度相當。即使使用較大的反應器，電子填充密度的損失也低于6%尺寸，展示了新型燃料電池設計的性能。

　　作者開發的廢水處理系統在六個月內進行了評估，并評估了其在各種運行模式下的水質、能源生產和能源消耗的性能。

　　反應堆中間的模塊產生的電流是其他位置模塊的四倍。該反應器設法去除了廢水中90%的化學物質和99%的細菌。

　　論文中提出的中試規模微生物燃料電池反應器為該技術提供了一條潛在的前進道路，表明它可以集成到當前的生活和工業廢水處理基礎設施中，同時有效地處理廢水和產生能量。