被动生物阴极的使用可能是产生一种环境可持续方法的关键，以实现废水处理和海水淡化的结合，研究人员密西西比州立大学已经表明。
目前世界人口超过70亿。随着这个数字的持续增长，对淡水资源的需求也是如此。确保获得清洁的水供应现在是全世界的一个主要优先事项。治理这一问题的一个关键因素是如何实现有效的废水处理和海水淡化。
废水处理通常通过活性污泥处理，利用生化反应和物理分离，而脱盐可以通过热蒸发或膜分离来实现。然而，这两种方法在成本和能源使用方面都很密集，而且还排放一氧化碳。二.有必要开发能够最大限度地减少外部能源消耗和优化能源回收的方法。
微生物脱盐池（MDC）是一项最新的技术创新，可以同时进行废水处理和脱盐。在这种生物电化学细胞中，通常使用铁氰化物等化学阴极。然而，由于成本高昂，不适合大规模使用。巨大的能源需求和环境毒性问题。
另一种选择是使用空气阴极，利用氧作为热电子受体。然而，它们会受到较慢的氧化还原动力学的影响，需要使用昂贵的催化剂，以及维持通气水平所需的大量能量。因此，一种更可持续和经济可行的方法可能是使用生物阴极，利用微生物作为生物催化剂。
在这Bahareh Kokabian和Veera gnaneswar Gude的研究，作为第12期的封面文章，第15卷环境科学：过程与影响新利手机客户端，使用传统空气阴极和利用微藻的光合微生物脱盐细胞（PMDC）的MDC的性能小球藻对其去除COD的性能进行了评估，从污水污泥中脱盐和发电。这是第一次尝试这类研究。
图1。藻类生物阴极光合微生物脱盐池系统示意图
结果表明，PMDC比空气阴极和其它传统的MDC具有更好的性能。分别测定了PMDC和空气阴极MDC对COD的去除率为66%和57%。海水淡化率也有所提高，PMDC的测量值为40%，空气阴极MDC的测量值为24%。
PMDC（0.236 V）产生的最大电压高于空气阴极MDC（0.219 V）。此外，PMDC生产时间更长，更稳定的电压，与传统阴极不同的是，阴极电位在一段时间后会降低。此外，结果表明，只有55%的阴极体积被利用，这表明，如果MDC反应器设计和电极/材料配置得到优化，发电量和脱盐率可能会进一步提高。
PMDC中的藻类生物阴极提供了连续供应电子受体的优势，并且不需要额外的化学转运，存储，加药，以及治疗后。这一过程的生化性质也意味着废水基本上是作为生长介质处理的，产生有价值的藻类生物量，可用于获得沼气等建设性产品，生物氢和生物燃料。
因此，这项研究表明，使用PMDC可以为藻类作为原位氧气发生器的废水处理提供一种环境友好的方法。这有可能有利于提高水处理的环境和经济可持续性，同时有助于提高COD去除率，脱盐和能量回收过程相同。
本白皮书可通过以下链接下载：
用于清洁能源的光合微生物脱盐细胞，水和生物量生产，Bahareh Kokabian和Veera Gneswar Gude。内政部：10.1039/c3em00415e
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