污水处理技术篇：生物电化学技术（BES）回收污水中的金属-北极星水处理网

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全球的工业化快速推进和人类活动产生了各种各样含有金属的污水。虽然这些污水一方面可能对人类健康和生活环境造成负面影响，但是另一方面其却是金属回收循环的宝贵途径。科学技术的进步将逐渐使污水中金属回收成为更加经济划算和可持续的解决方案。

然而，大部分种类的污水中金属含量其实都很低，要使金属回收变得更有意义，回收技术必须能处理大量污水并有效富集目标金属。有效回收利用目标金属为这项技术发展提供了经济驱动力，尽管面对诸多挑战，相关研究和技术进展都显示了良好的前景。

污水中金属的常见含量

传统的金属回收技术包括物理、化学和生物方法。

物理方法	膜过滤(超滤、纳滤)、反渗透、电解、离子交换、离子浮选、吸附
化学方法	沉降、胶结、电萃取
生物方法	电凝聚、光催化、膜电解、生物吸附、生物修复

传统的金属回收方案往往会耗费大量的能源和化学品。生物电化学技术的最新发展为金属回收提供了高效的新途径，它给基于氧化反应或还原反应的工艺提供了灵活的平台。近些年研究人员探索了金属转化的相关机理和技术，结果表明了生物电化学方法回收金属这一概念的可行性。

生物电化学系统

生物电化学系统的英文全称BioelectrochemicalSystem，简称BES。BES系统是利用微生物将可生物降解的原材料中的化学能转化为电能或者其他化学物质的一种技术平台。生物电化学的主要方法是用金属作为阴极上的电子受体，而有机废物作为阳极上的电子供体。

生物电化学系统为废弃物/污水处理与能量和资源回收的结合提供了新的思路。当微生物将可生物降解的底物氧化，并还原阳极，从而生成电，这样的装置就成为微生物燃料电池(Microbialfuelcell–MFC)。反过来，如果对系统施加低压产生还原产物，这种装置就叫做微生物电解池(Microbialelectrosynthesis-MES)。不少相关研究的结论都肯定了生物电化学系统的优点，例如节省污水处理在好氧曝气上的能耗和污泥处置的成本。但因为跟厌氧消化工艺相比，生物电化学系统的能量密度还比较低，所以它目前主要用于低浓度的污水处理。

许多可行性研究已经展现了生物电化学反应平台在还原和回收不同金属的高效性。而欧盟也在2012年通过欧盟第七框架计划（7thFrameworkProgramme），推出了专注生物电化学研究的联合项目BioelectroMET，资助金额高达330万欧元，参与机构包括了荷兰的卓越可持续水研究中心WETSUS、特殊阳极制造商Magneto、英国的MASTCarbonInternational、卢森堡的CentredeRescherchePublicHenriTudor、西班牙的UniversitatJaumeI大学、瑞典的LinnaeusUniversity、芬兰的TampereUniversityofTechnology。荷兰的WETSUS是这一联合项目的协调机构。该项目的目标是进一步调查和开发能耗极低甚至是零能耗的金属回收技术。

原标题：生物电化学技术（BES）回收污水中的金属

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