一種新的微生物燃料電池在廢水處理過程中產(chǎn)生能量，并且還大大減少了產(chǎn)生的污泥量。總部位于以色列的公司Emefcy被命名為微生物燃料電池（MFC）首字母縮略詞，起初與大多數(shù)廢水處理相同的原理-水被充氣，因此液體中的細菌在封閉的容器系列中分解有機物質(zhì)被稱為生物反應(yīng)器。

“我們沒有發(fā)明任何科學上新的東西，”這家有四年歷史的公司營銷和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁ElyCohen說。

新穎的因素：Emefcy不使用電力將空氣推入水中，而是使用可滲透的過濾器，允許空氣進入，但不會讓液體流出，就像尿布的工作原理一樣。聚乙烯塑料膜與建筑中使用的材料類似，圍繞著廢水流入的燃料電池室。

在燃料電池內(nèi)部，Emefcy哄騙厭氧細菌，主要是Shewanellaoneidensis和Geobactersulfurreducens，在無氧環(huán)境中釋放電子。電子流到陽極然后進入電路到陰極外部的單獨腔室中的陰極。電子允許碳陰極與氧反應(yīng)形成二氧化碳。

Emefcy燃料電池的實用方面涉及材料工程：陽極和陰極均由充當導(dǎo)體的碳布制成。貴金屬長期以來被用作電池和其他類型燃料電池中的導(dǎo)電材料，但是在微生物燃料電池中以商業(yè)規(guī)模使用太昂貴。

根據(jù)Cohen和模塊的說法，對于典型的紙張回收工廠，一個大約一立方米的Emefcy燃料電池模塊每天可以處理大約3立方米的廢水，具體取決于有機物質(zhì)的含量。可以擴展以滿足更大或更小的植物的需求。

科恩說，由于環(huán)境因其生存而優(yōu)化，細菌可以大量生產(chǎn)電力并延長壽命，因此污泥可以減少80％。每公斤細菌消耗的有機物質(zhì)產(chǎn)生大約4瓦的電力。產(chǎn)生的電量不會完全為整個城鎮(zhèn)，甚至整個加工設(shè)施供電，但它可以抵消用于清潔水的能量。

“我們不消耗的能源比我們可能生產(chǎn)的電力更重要，”賓夕法尼亞州立大學的環(huán)境工程師布魯斯洛根說，他是Emefcy的顧問。

市政和工業(yè)廢水處理廠占美國每年使用的電力的2％左右，但治理方法幾十年來基本保持不變。在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，大部分電力通過水泵送空氣，使水中的細菌生長并消耗最大顆粒被去除后殘留的有機物質(zhì)。另外一大塊能源用于運輸剩余的污泥，這幾乎總是在垃圾填埋場。

Emefcy的技術(shù)有其局限性。燃料電池非常適用于有機物質(zhì)含量高的廢水，主要是來自農(nóng)業(yè)和食品加工的廢水，而非市政當局。洛根估計，食品和飲料廢水的數(shù)量與生活污水相當，而動物和農(nóng)場廢水則超過其他兩個市場的總和。科恩說，特別是食品添加劑行業(yè)可能會成為一個非常有吸引力的技術(shù)市場。

根據(jù)全球水情報（GWI）的一份報告，污泥減少和法規(guī)遵從也是食品和飲料行業(yè)的重要推動因素，這促使更多公司在現(xiàn)場處理廢水，而不是直接將廢水直接送到市政處理設(shè)施。位于英格蘭的水行業(yè)市場研究公司。隨著監(jiān)管的不斷增加，Emefcy的技術(shù)也可以吸引這個市場。

注冊科學美國人的新聞通訊。

Emefcy正在以色列建立一個示范工廠，從明年開始將擴展到16個模塊，并且在實驗室中，該公司已經(jīng)在測試全球工廠的廢水。Emefcy希望2013年可擴展系統(tǒng)在商業(yè)上可用，每個模塊的價格為4,000到5,000美元。

雖然Emefcy因其進步而備受關(guān)注，但整個微生物燃料電池行業(yè)仍在試圖證明這是否真的有效，威斯康星大學密爾沃基分校環(huán)境生物技術(shù)和生物能源的微生物燃料電池研究員ZhenHe說。實驗室。他指出，在微生物燃料電池上發(fā)表的近4000篇論文中，只有不到2％的人報告了大于1升的水的處理量。“我不認為一個團體可以處理所有事情。”他說。“我們需要整個領(lǐng)域來擴大規(guī)模。”但Emefcy并不孤單。還有其他一些團體，包括J.CraigVenter研究所的一個團隊，他們正在擴大用于污水處理的微生物燃料電池的試點。

雖然Emefcy試圖減少污泥，但其他研究人員正在尋找將污泥轉(zhuǎn)化為生物燃料的方法，例如費城的BlackGoldBiofuels。另一家初創(chuàng)公司，位于溫哥華的Ostara營養(yǎng)回收技術(shù)公司，正在采集通常最終會產(chǎn)生污泥并將其轉(zhuǎn)化為高等級肥料的礦物質(zhì)。根據(jù)GWI的報告，厭氧消化也是工業(yè)廢水行業(yè)的一個增長趨勢。其他公司，如位于康涅狄格州丹伯里的FuelCellEnergy，正在從厭氧消化器中捕獲氣體，用于熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。

根據(jù)美國環(huán)境保護署的數(shù)據(jù)，大約104個城市污水處理廠使用厭氧消化氣體捕獲技術(shù)，用于熱電聯(lián)產(chǎn)和循環(huán)聯(lián)合裝置。市政當局也利用太陽能價格的下降來抵消污水處理廠的能源需求。

其他公司正在尋求利用廢水設(shè)施的流量來捕獲至少一些水電作為電力。氫是廢水的另一種有吸引力的副產(chǎn)品，洛根在賓州州立大學的一些研究涉及研究如何捕獲氫來運行燃料電池。

Logan說：“我認為，制造電力或建立氫氣生產(chǎn)設(shè)施的好處仍然存在一些不確定性。”“現(xiàn)在，這是一個折騰。”

根據(jù)廢水的位置和類型，許多不同的解決方案可能會有市場機會。“我們正在改變廢水的經(jīng)濟性，”科恩說。“這是一個巨大的能量來源。”