工业化的全球快速推进和人类活动产生了各种含有金属的污水。尽管面对许多挑战，污水里的金属总归是要处理的，重金属的回收必将是污水处理资源化的重要内容之一。换言之，这些污水一方面可能对人们健康和环境产生重大的影响，但另一方面却同样可能成为金属回收的宝贵来源。
2018年的9月IWA国际水协联合国际微生物生态学会（ISME）发布了《关于生物技术工作组群的最新进展报告》。在前段时间的推送中，IWA微信公众号也曾向大家介绍过这个报告的整体内容。而在今天的微信推送中，我们将向大家拓展介绍报告中曾经提及的有关英国西英格兰大学Gajda等人研究的微生物燃料电池（MFC）污水处理技术，看该技术是如何在实现能量自给的同时来回收重金属。
生物电化学系统是利用吸附在任一一个或者两个电极上的微生物催化氧化反应（生物阳极）或/和还原反应（生物阴极）的生物电化学反应器。它可分为微生物燃料电池和微生物电解池两种类型。当微生物将底物氧化，阳极还原，外电路电子传输、质子迁移进入阴极发生还原反应，这样的产电装置就成为了微生物燃料电池(Microbialfuel cells MFCs)。
微生物燃料电池原理图
微生物燃料电池（MFCs）是通过微生物的新陈代谢作用产电。在新陈代谢的最后阶段，电子会沿着细胞膜传送到最终的电子受体，一般为在氧化情况下的氧气。而在微生物燃料电池里，细菌将它们的电子传到胞外的一个阳极上，然后电子通过外电路从阳极流向阴极，从而形成电流。
另一方面，非生物电化学工艺是处理含金属废水的常用技术技术，一般包括吸附、浮选和物理化学手段，如电凝法（EC - electrocoagulation）。电凝又称电絮凝，其一般原理是利用浸没污水的金属电极形成的直流电源，通过吸收阳极（铝或铁）释放具有凝结作用的离子来分解污染物，同时在阴极发生的还原反应生成氢氧根。阳极产生的金属离子和阴极产生的氢氧根离子形成各种氢氧化物，改变了电极附近溶液的离子组成以及pH、电导率等参数等，使其以絮体的形式聚集并沉降下来。这是一种去除细小悬浮颗粒物的有效方法。
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