利用细菌来产电和降解有机废物，一项欧洲研究项目正在研发新的、环境友好的方式来处理小型社区的废水。
它看起来更像个公园，但其实是一个实验污水厂，地点位于西班牙塞维利亚附近的Carrión de los Céspedes，离小镇中心不远。然而这里的空气闻起来不像是污水处理厂。污水通过天然的方式得到净化，用的就是地底下的微生物——一种结合了传统和最新研究结果的方法。
欧洲iMETland项目的研究员在这里用能够产电降解有机物的细菌来处理污水。
有些微生物会长出能导电的线(wires)，充当类似通气管的作用，使得细菌能够进入地下沉积物的更深处，它们就是通过这电化学的方式在没有氧气的环境下生存下来的。
电活性细菌的来源 | 图源：slidesharecdn.com
这些所谓的电活性细菌(electroactive bacteria) 净化废水的效率比传统方法快10倍以上。这就是为什么，这个实验湿地用导电性材料，而不是碎石来填充。在担当结构性支持以外，还能加速处理污水的代谢过程。
“最终的结果是得到净化的干净出水、无需能耗，而且么有残留污染，”研究员Abraham Esteve-Núñez接受采访时如是说。他是IMDEA Agua的一名环境生物技术研究员，同时也是iMETland 的项目协调官.
Abraham Esteve-Núñez
iMETland 项目协调官
“最终的结果是得到净化的干净出水、无需能耗，而且么有残留污染。”
西班牙Cadiz大学综合水资源管理硕士项目的学生参考该污水厂的合照 | 图源：iMETland
零能耗项目
这个反应系统的流程大致如下：附近小镇的污水收集至一个化粪池，然后流经这个生物滤池(biofilter)，经过这个生物反应器的出水能够用于农业灌溉。整套系统的日处理量为25m³。这已经足够覆盖一个小型社区的需求了(小编觉得这里的小型也只是欧洲的小型农村，按照每人日平均200L的用量，这也只是125人的规模，放在中国使用还是需要多加几条线)。
反应系统流程图 | 图源：iMETland
更重要的是，这套系统不需要任何外界能源，这在一些没有电网基础设施的发展中国家来说似乎蛮有吸引力。
西班牙的这个实验污水厂是由Centre for New Water Technologies (CENTA)来运行的，它是一个非营利性研究机构。类似的项目在墨西哥、阿根廷和丹麦同时进行。
Juan José Salas Rodríguez
CENTA研究部主管
“这项技术可以用于世界各地，不仅仅是在塞维利亚附近的这个小镇。”
他还说：“类似技术已经证实在非常寒冷的气候下它还能够顺利运作，不会有什么大问题。别忘了这些能净化污水的微生物是存货在泥土下，所以能够用于低温地区，达到同样的净化效果。”
关于这项技术的更多细节，大家可以参考上边这篇科学文献，另外我也拷贝粘贴一下它的摘要：
文献原文摘要
In this work, we present for the first time the concept of integrating microbial electrochemical technologies (MET) with natural wastewater treatment biofilters used in constructed wetlands (CW) to form METlands. In order to validate this technology, three lab-scale horizontal subsurface flow (HSSF) biofilters, two hosting electroconductive materials and one gravel biofilter (control) were operated for 525 days to define the best design and operational conditions to maximize the removal of wastewater pollutants. Organic loading rates tested ranged from 2 to 24 g BOD5 m−2 d−1 at hydraulic retention times (HRT) from 4 days to as low as 0.5 day, respectively. The electroconductive biofilter showed the best COD and BOD removal rates per volume of bed, achieving mean values of 213 g COD m−3 d−1 and 119 g BOD m−3 d−1 at the lowest HRT (0.5 d). Ammonia and total nitrogen maximum removal efficiencies at 3.4 days of HRT were 97 and 69%, respectively, in the electroconductive biofilter. Bacterial communities were studied by 16S rDNA Illumina sequencing with the aim of understanding the role of the electrically conductive material in ing microbial populations. Deltaproteobacteria (a known electroactive taxon) were enriched in the presence of an electrically conductive bed. Geobacter and Geothrix were the dominant genera in the deeper zone of the electrically conductive bed where oxidation of organic matter occurred. The results suggest that the enhancement in biodegradation rate will significantly reduce the area requirements of classical CW.
效率测试
丹麦团队合照
而在丹麦，这个欧洲研究项目的科学家则在对不同电导材料进行测试，目标是找到最便宜又最高效的材料。
“我们现在用的材料是石油行业的残留物(residue)。细菌附着在它表面，它的导电性使其能传送电流，帮助降解有机物，”Aarhus大学水生生态学研究员Carlos A. Arias接受采访时解释他的研究工作。
Carlos A. Arias
Aarhus大学水生生态学研究员
“我们现在用的材料是石油行业的残留物(residue)。细菌附着在它表面，它的导电性使其能传送电流，帮助降解有机物。”
Aarhus大学研究团队的实验室现场 | 图源:Denis Loctier
科学家用特殊的玻璃电极来测量这些电活性细菌在不同深度产生的电量。另外他们也用不同的水样进行测试，以此来测试污染物的去除情况。
他们还将进行一系列的后续研究来为这种快速净化污水的技术找出最合适的材料。他们希望这项有可能是污水处理界巨大突破的技术最终能引起全球范围的关注。
Carlos Arias展示他们采用的电导材料
iMETland项目介绍
iMETland是H2020的项目之一，关于欧洲科研计划“地平线H2020”我们奥氏部落已经有过好几篇报道了。iMETland由西班牙的 IMDEA Water牵头，共有4个欧盟国家再加上墨西哥和阿根廷两国的11个组织机构:
西班牙
Foundation CENTA,
Aqua-Consult Ingenieros
PriceWaterhouseCoopers
Piroeco Bioenergy
英国
Aston University
丹麦
Aarhus Universitet
Kilian Water
比利时
European research media center
youris.com
阿根廷
INTEMA
墨西哥
IMTA
成员合影
红面包霉菌的电显微镜图 | visembryo.com/story2043.html
当年的Nature如今看来显得很朴素啊
这个项目的技术亮点就是运用上述的电活性细菌来净化小型社区的生活污水，主要有四大亮点：
生物滤池的高效表现
零能耗运行成本
ICT自动化远程控制
景观美化
这个项目的结束日期为2017年10月31日，如果到时有任何后续新闻，小编再为大家送上相关更新。
来源:奥尼卡水处理创新部落 作者:瓦村农夫
特此声明：
1. 本网转载并注明自其他来源的作品，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点。
2. 请文章来源方确保投稿文章内容及其附属图片无版权争议问题，如发生涉及内容、版权等问题，文章来源方自负相关法律责任。
3. 如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日内起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权益。