城市污水處理技術(shù)的升級和管理模式的建設是建立在社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展基礎之上的。伴隨著(zhù)我國經(jīng)濟社會(huì )的建設水平不斷提升，環(huán)境保護問(wèn)題逐漸的凸出。城市建設過(guò)程中，基礎資源的利用效率和回收情況尤為凸出。污水的處理與再利用是其中最引人注目的建設項目之一。當前我國主要使用厭氧水處理技術(shù)以及好氧活性泥污工藝來(lái)對污水進(jìn)行處理，但是這兩種處理手段的處理效率都不是很高，對于污水的處理成本太高，且存在一定的外部環(huán)境限制。在當前城市化發(fā)展的態(tài)勢之下，這顯然不能滿(mǎn)足當前的發(fā)展和需求。微生物電化學(xué)技術(shù)最早并不使用于污水處理之中的，作為航天領(lǐng)域的常用技術(shù)之一，它直到近代才被研究并嘗試投入到污水處理之中，成為一種新的技術(shù)類(lèi)型。研究學(xué)者在實(shí)驗的過(guò)程中逐漸發(fā)現了這種新的污水處理技術(shù)的優(yōu)勢，與傳統的污水處理技術(shù)相比較而言，微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的優(yōu)勢廣泛，并且顯然更加適合當前發(fā)展環(huán)境中的城市污水處理。其性能卓越，并且污水處理的同時(shí)還能同步回收電能。這也是當前越來(lái)越多人選擇針對性研究微生物電化學(xué)技術(shù)并深入使用的重要原因。

1、微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的概述

微生物電化學(xué)技術(shù)是微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的基礎技術(shù)類(lèi)型，是一個(gè)復雜的多方學(xué)科融合的綜合技術(shù)類(lèi)型。其中包括了微生物、電力系統和化學(xué)材料，正是因為這些學(xué)科的廣泛應用和融合，才使得微生物電化學(xué)技術(shù)具備了交叉滲透，廣泛應用的優(yōu)勢。我們將微生物和電化學(xué)分開(kāi)來(lái)看待，最早發(fā)現微生物電化學(xué)技術(shù)的科學(xué)家實(shí)際上是發(fā)現了微生物中存在的電化學(xué)跡象，他發(fā)現了細菌之間也可以產(chǎn)生電流。于是微生物電化學(xué)技術(shù)在誕生之后首先服務(wù)于航天科技領(lǐng)域，主要對太空中的微生物進(jìn)行收集，并利用電化學(xué)將其轉化為可以使用的能量。而一直到二十一世紀，科學(xué)家才逐漸的發(fā)現其他產(chǎn)業(yè)可能也能夠與微生物電化學(xué)技術(shù)進(jìn)行一定的融合。污水和污泥中本身有大量微生物，這些微生物從本源上來(lái)看為陽(yáng)極接種菌群，是可以被合理應用到微生物電化學(xué)系統中的。而伴隨著(zhù)微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的發(fā)展和實(shí)踐，我們從陽(yáng)極接種菌群發(fā)展到了陰極微生物群，由這些微生物搭建起來(lái)的微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)可以將污水處理和電能回收利用有機的結合起來(lái)，也就是我們現在看到并不斷深入研究的技術(shù)類(lèi)型。如今這種技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，其使用的實(shí)際優(yōu)勢已經(jīng)非常的明顯。

2、微生物污水處理技術(shù)的應用

對污水進(jìn)行處理的微生物技術(shù)包括多種，而活性污染處理就屬于其中之一。

活性污染處理技術(shù)的實(shí)施原理主要是在通氣的條件下，借助包含好氧微生物的活性污泥，對污水中的廢水生物進(jìn)行凈化處理的一個(gè)過(guò)程?；钚晕勰嗥鋵?shí)則是一種絨絮狀的小顆粒，細菌、菌類(lèi)、藻類(lèi)以及線(xiàn)蟲(chóng)等不同種類(lèi)的微生物都是其重要的構成部分之一。而對于運行條件較為良好的活性污泥來(lái)說(shuō)，其對污水實(shí)施時(shí)，主要通過(guò)活性污泥中的微生物及有機營(yíng)養物所形成的食物鏈進(jìn)行處理的。

其二為厭氧生物處理技術(shù)，在微生物技術(shù)處理污水時(shí)，運用厭氧生物處理技術(shù)也是一種行之有效的方法，該技術(shù)也被叫做厭氧消化或者厭氧發(fā)酵，主要是在無(wú)氧條件下實(shí)施污水處理工作的，通過(guò)借助不同的厭氧菌并將其結合在一起對有機污染物進(jìn)行降解，進(jìn)而達到處理污水的目的。該項技術(shù)適合處理不溶性有機物含量較高的污水或者濃度較高的工業(yè)廢水中，同時(shí)對剩余污泥進(jìn)行處理時(shí)，也經(jīng)常運用該項技術(shù)。

其三為生物膜處理技術(shù)，在運用微生物技術(shù)對污水進(jìn)行處理時(shí)，其中所運用的生物膜處理技術(shù)，可有效提升生物濾池的凈化效率。該技術(shù)實(shí)施原則為污水過(guò)渡到濾料時(shí)，濾料表面逐漸將污水中的污染物及微生物吸附在一起，繼而形成一種生物膜的形態(tài)，然后通過(guò)不同微生物的相互結合，從而形成了菌膠團，其氧化能力極強，從而實(shí)現對污水的氧化分解，來(lái)達到凈化水質(zhì)的目的。

其四為氧化塘處理技術(shù)。該項技術(shù)的實(shí)施主要是借助外界客觀(guān)因素，如人工或者自然池塘得以實(shí)現污水的處理工作的，在氧化塘中，廢水生物經(jīng)懸浮于污水中的有機菌藻共生作用、水中微生物代謝活動(dòng)進(jìn)行降解,水中藻類(lèi)光合作用能增高溶解氧濃度,氧化塘污水中的細菌可將污水有機物分解變成二氧化碳、硝酸根等無(wú)機物,沉積于污泥中的有機物則可通過(guò)厭氧菌分解成甲烷、硫化氫等被藻類(lèi)利用,從而使污水得到凈化。

其五為生物強化技術(shù)，在運用微生物技術(shù)對污水進(jìn)行處理時(shí)，生物強化技術(shù)得到了更大范圍的使用，處理污水工作時(shí)不僅操作較為便捷，并且可提升污水處理的效率，縮減資金成本的投入。生物強化技術(shù)主要借助生物金屬對污水進(jìn)行處理，在污水中放入特殊的生物種類(lèi)，并適當加強自然菌群的生物力量，然后通過(guò)生物自身具備的新陳代謝作用，將發(fā)生污染的物質(zhì)進(jìn)行吸收和分解，以此達到凈水的目的。對污水處理進(jìn)行直接作用以及共代謝作用都屬于生物強化的工藝，前者的處理工藝主要是經(jīng)過(guò)對相關(guān)技術(shù)的運用對微生物進(jìn)行獲取的，之后通過(guò)運用適量的微生物降解污水中的污染物。后者的處理工藝主要是在條件允許的前提下，經(jīng)對廢水中存在的某些有害物質(zhì)進(jìn)行降解的，通過(guò)運用共代謝作用處理工藝，可改變污水的化學(xué)結構普，減少污水所帶來(lái)的危害。

其六為生物過(guò)濾法，該處理技術(shù)即在合適的條件下，由微生物填料將氣體中的雜物吸收，然后由微生物進(jìn)行分解，通過(guò)這樣的方式，可有效完成廢氣的除臭工作。而其中微生物起到的作用就是完成了物質(zhì)的轉換工作，所以要加強對其的培育，給予其更多的有機養分，那么要想讓微生物活性更高，就必須為其一個(gè)良好的生存緩解，以使生物過(guò)濾法得到更好的運用，進(jìn)而達到凈水的目的。

3、微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的應用優(yōu)勢

3.1 應用過(guò)程中可實(shí)現能量的自給自足

微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)具備同步處理污水和轉化電能的能力，所以在技術(shù)使用的過(guò)程中，并不用擔心能源的供給問(wèn)題。能量的自給自足是該技術(shù)的基礎優(yōu)勢之一，與傳統的污水處理技術(shù)相比，少了能源供給這部分工作，其實(shí)踐的效率增強了很多。我們與傳統的污水處理技術(shù)進(jìn)行對比，比如說(shuō)好氧處理技術(shù)的實(shí)際應用。通常好氧技術(shù)處理10噸重的污泥，就需要消耗掉大約7kw的電力能源，而這部分電力能源需要污水處理廠(chǎng)完成內部供給。設備在運作的過(guò)程中供給需要持續并且始終保持穩定，而這樣的工作模式對于綜合污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的能量并沒(méi)有進(jìn)行有效的利用?？梢哉f(shuō)傳統的污水廠(chǎng)處理辦法能源的轉化與污水的處理是互相割裂的，其能源應用率不高，整體效率呈現狀態(tài)不佳。而微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的目前應用范圍較小，但就針對能源的利用和轉化，其優(yōu)勢十分的明顯，它利用平衡原理將污水處理和電能轉化有機的結合了起來(lái)，在污水處理的過(guò)程中，能夠將產(chǎn)生的部分電能再應用到去污工作中去，實(shí)現了能量的內部供給，所以，該技術(shù)的應用不僅加強了技術(shù)內部的使用效率，還降低了污水處理技術(shù)后續維護的成本。

3.2 污泥產(chǎn)出率相對較低

由于微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)具備電能轉化的優(yōu)勢，所以在實(shí)際污水處理的過(guò)程中，電能可充分的完成釋放，進(jìn)而加強對污水的處理，提升去污能力，其污泥的產(chǎn)出率要相對較低。因為目前污水處理過(guò)程中，只有兩類(lèi)較常使用的污水處理辦法，即厭氧技術(shù)和好氧技術(shù)，而這兩種技術(shù)在處理污水的過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生大量的污泥，污泥會(huì )成為新的處理難題。所以相對來(lái)看，污泥產(chǎn)出率更少的微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的實(shí)效性更強。在該技術(shù)實(shí)際應用的過(guò)程中，生物的增加速度和增加量會(huì )受到電能的影響而有所降低，所以最終污泥的產(chǎn)出速度也較為緩慢，這樣一來(lái)可以正面降低微生物化學(xué)技術(shù)在處理污泥上應用的能量，其余的能量可以被投入到更多的污水廠(chǎng)處理中去。從整體支出成本和處理效率方面考慮，顯然這樣的處理模式具備良性循環(huán)能力，更能夠提升經(jīng)濟效益。

3.3 電流去污能力顯著(zhù)

在應用微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的過(guò)程中，電流越大，電機的反應速度就越快，因此去污效果就會(huì )顯著(zhù)提高。并且微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)還具備很強的電能轉化能力，所以在實(shí)際應用的過(guò)程中，電能的轉化效率有所保障，其去污效率顯然更加優(yōu)秀。在傳統的污水處理技術(shù)使用過(guò)程中，通常對微生物電化學(xué)技術(shù)的應用很少，并且沒(méi)有自主的轉化能力，所以最終污水處理的成本消耗更大，在這一點(diǎn)上，微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的優(yōu)勢顯然更為明顯。

4、微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的應用挑戰

4.1 應用范圍較小，研究程度不深

微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)雖然應用優(yōu)勢非常的限制，但是目前我國多數地區對于污水處理技術(shù)的選擇上還是更加偏向于厭氧技術(shù)和好氧技術(shù)。其原因有兩個(gè)方面，一是微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的實(shí)踐程度不夠，目前沒(méi)有太多的理論數據和實(shí)踐數據支撐該技術(shù)，實(shí)際應用過(guò)程中，無(wú)法保證該技術(shù)是否能夠長(cháng)期穩定的進(jìn)行污水處理，使用過(guò)程是否會(huì )出現功能性的消退等等。二是該技術(shù)在當前實(shí)踐應用的過(guò)程中也面臨著(zhù)諸多的挑戰，因為技術(shù)發(fā)展的不成熟和不深入，所以問(wèn)題的出現只能依靠后續技術(shù)的發(fā)展來(lái)一步步解決。微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)在污水處理的過(guò)程中其電流的密度會(huì )不斷增大，這會(huì )導致使用設備功率的增高，但是反應器是有一定規格限制的，一定要在限制范圍內進(jìn)行使用，這導致污水處理過(guò)程中，電化學(xué)技術(shù)受到了一定的顯著(zhù)，其理論能力超前但實(shí)踐效果出現了出入。所以目前我們針對性發(fā)展微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的首要辦法就是要進(jìn)行深入研究，只有該技術(shù)不斷的成熟，未來(lái)使用范圍和實(shí)踐能力才能進(jìn)一步的提升。

除此之外，電化學(xué)技術(shù)的使用成本和運行穩定性之間的關(guān)系還需要進(jìn)一步的實(shí)踐理論進(jìn)行支撐。除去該技術(shù)的構筑成本高昂之外，其容錯率較低，因此對其運行的穩定性需求更高。因為電極材料在污水環(huán)境下會(huì )得到不同程度的破壞，因而在設備運行和使用的過(guò)程中，是否能夠做到對腐蝕和破壞力進(jìn)行控制、是否能對設備進(jìn)行定期的檢查、其檢查和檢修資金是否充分等等都是影響微生物電化學(xué)技術(shù)應用穩定性的關(guān)鍵性問(wèn)題所在。目前多數污水處理廠(chǎng)雖具備正確應用該技術(shù)的能力，但通常無(wú)法保證技術(shù)使用的實(shí)效性，設備使用壽命與使用穩定性仍然是影響其正常運行的關(guān)鍵問(wèn)題。其發(fā)展前景雖十分廣闊，但為進(jìn)一步的降低資金支出，減少虧空，該技術(shù)在實(shí)際應用之前還是需要做好一系列的長(cháng)期應用計劃，不能完全擺脫傳統污水處理設備的加持。

4.2 微生物電化學(xué)污水處理設備的成本高

微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)是典型的高門(mén)檻，高效率的技術(shù)類(lèi)型，在運用微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)過(guò)程中，其處理污水的主要優(yōu)勢為所產(chǎn)出的污泥較少，在進(jìn)行工作時(shí)能量可自給自足。但是在進(jìn)行前期使用的過(guò)程中其建設成本和資金投入十分的高昂，盡管在后續的工作中污水處理能力很強，且對于能源的消耗較少，但是前期投入問(wèn)題也在一定程度上限制了微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的廣泛應用價(jià)值，為將污水處理設備成本高的問(wèn)題有效解決，有關(guān)學(xué)者針對這一問(wèn)題表明應不斷降低填充密度，以此減少構件成本，但在運用微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的過(guò)程中，此種做法也具備一定的不可行性，如果減少填充密度，會(huì )使實(shí)際工作開(kāi)展中技術(shù)性能大打折扣，情況嚴重時(shí)直接導致污水處理工作無(wú)效。

目前伴隨著(zhù)該技術(shù)研究的不斷深入，針對其成本問(wèn)題已經(jīng)有部分研究人員發(fā)現了可替代的價(jià)格較低的材料，在不改變電極結構的基礎上，可以降低污水處理設備的建設成本，并保證污水處理工作的效率。但是該材料的實(shí)際使用效果沒(méi)有足夠的實(shí)踐數據支撐，對于設備的使用壽命和使用穩定性還尚待研究。因此在后續微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)發(fā)展和研究的過(guò)程中，還應該要充分的考慮到污水處理電極結構材料在實(shí)際的應用過(guò)程中是否會(huì )因為腐蝕而其他原因而遭受破壞，其使用壽命是否可進(jìn)一步延長(cháng)。除此之外，電化學(xué)技術(shù)的使用成本和運行穩定性之間的關(guān)系還需要進(jìn)一步的實(shí)踐理論進(jìn)行支撐。除去該技術(shù)的構筑成本高昂之外，其容錯率較低，因此對其運行的穩定性需求更高。因為電極材料在污水環(huán)境下會(huì )得到不同程度的破壞，因而在設備運行和使用的過(guò)程中，是否能夠做到對腐蝕和破壞力進(jìn)行控制、是否能對設備進(jìn)行定期的檢查、其檢查和檢修資金是否充分等等都是影響微生物電化學(xué)技術(shù)應用穩定性的關(guān)鍵性問(wèn)題所在。

目前多數污水處理廠(chǎng)雖具備正確應用該技術(shù)的能力，但通常無(wú)法保證技術(shù)使用的實(shí)效性，設備使用壽命與使用穩定性仍然是影響其正常運行的關(guān)鍵問(wèn)題。其發(fā)展前景雖十分廣闊，但為進(jìn)一步的降低資金支出，減少虧空，該技術(shù)在實(shí)際應用之前還是需要做好一系列的長(cháng)期應用計劃，不能完全擺脫傳統污水處理設備的加持。

4.3 對水質(zhì)生物條件要求苛刻及耦合技術(shù)的運用

微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)因為受到電流密度的影響，所以在實(shí)際應用的過(guò)程中，如果遇到超出該技術(shù)處理能力范圍內的有機物，那么會(huì )降低反應器對有機物氧化處理的能力，會(huì )進(jìn)一步的降低技術(shù)的整體使用效率。因此在保證效率的前提下進(jìn)行技術(shù)的應用，必須要對水質(zhì)和生物條件進(jìn)行選擇，污水中的細菌濃度不夠，會(huì )進(jìn)一步的影響轉化電流，因此供電化學(xué)技術(shù)的總電能就會(huì )出現降低，最終呈現的技術(shù)使用標準也會(huì )相應減退。因此在實(shí)際使用的過(guò)程中，要重視微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的對應性，只有對應性得到滿(mǎn)足，其技術(shù)的使用效率才能得到基本穩定。而通過(guò)有效運用耦合技術(shù)，可將微生物電化學(xué)技術(shù)由于菌類(lèi)代謝存在的一系列問(wèn)題得以有效解決，該項技術(shù)的運用，還可促使污水的排放量能夠與對應的相關(guān)標準規范符合，并在污水的處理領(lǐng)域中得到充分的使用，特別是在處理垃圾滲濾液濃水時(shí)。當然，無(wú)法降解濃度較高的污水，因其污水中包含眾多雜質(zhì)及有機物質(zhì)，導致水質(zhì)帶有極大的腐蝕能力，所以此種情況下，是不能對微生物電化學(xué)技術(shù)實(shí)施利用的。

5、結語(yǔ)

伴隨著(zhù)我國對環(huán)境污染問(wèn)題的重視，污水處理技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)提上日程，未來(lái)微生物電化學(xué)污水處理技術(shù)的前景必然十分的廣泛，雖然目前發(fā)展過(guò)程中仍然遇到了一些挑戰，但是伴隨著(zhù)技術(shù)研究的深入，未來(lái)該技術(shù)的使用效率必然會(huì )顯著(zhù)提升。（來(lái)源：天津市華博水務(wù)有限公司）