摘 要：微生物燃料电池（MicrobialfuelcellsMCs）是一种有前景的去除废水中硫污染物的技术本文在生物膜电极反应机理的基础上讨论电极反应和微生物在MCs处理硫污染物过程中的作用论证了其处理机制和影响因素总结了反应器构型、分离器类型、电极材料和催化剂以及硫的回收和电极再生此外通过核算对比MCs和典型的厌氧生物技术处理含硫废水的成本和收益对MCs去除废水中硫污染物的可行性进行了评估
关键词： 硫污染物；电极反应；废水处理；微生物燃料电池；能源；评述
1 引 言
硫是地球上所有生命的基本元素硫循环对环境有着重要作用硫物质迁移转化的途径如图1所示硫的化合价范围是从
ymbolm@@ 到+6这一特殊的价态致使地球上的硫物质处于动态的循环过程大量含硫污水排放到地表径流最终流入大海硫污染物融入硫循环的各个方面对自然生态系统和生物健康带来负面影响高浓度的硫物质会危害环境中的生物这些硫污染物通常出现在采矿、畜牧业、食品加工、纸浆和皮革、染料和洗涤等行业中大部分可溶性的硫物质随着地表径流进入海洋硫污染物对自然生态系统会产生负面影响：其氧化产物挥发到大气中产生酸雨会给生物体带来严重的健康风险且会腐蚀材料基于这些负面的影响人们花费了大量的人力和财力来处理这些污染物目前处理含硫废水的技术主要包括汽提3、氧化和生物化学方法尽管这些技术可以有效去除硫污染物但是它们都有高能耗高运行成本的缺陷学者不断寻求高效、低耗和少排放的新技术处理含硫废水
微生物燃料电池（MicrobialfuelcellsMCs）利用微生物降解废水中的有机和无机物质并产生电能1991年abermann等提出用MC处理硫酸盐的一种可能机理随后一些学者为这一领域的发展做出了贡献然而硫物质的转化过程很复杂在涉及到包含诸多电化学反应和生物反应的机理方面还存在一些争议尽管abermann等提出了用MCs处理硫酸盐但其假设的机理并没有后续学者的试验支持且他们报道的电流密度超过了0mA/cm这一数值甚至于高于目前学者报道的数据影响因素和机理方面知识的欠缺导致在实际应用方面缺乏有效的理论指导0世纪80～90年代汪尔康研究组在生物膜电化学方面做了很多基础性的研究用多种电分析化学技术研究了仿生膜的离子传输作用和电子转移过程这些理论方法对于研究硫污染物的处理具有重要的指导作用
为了正确认识MCs处理含硫废水过程中的瓶颈及提高处理性能本文阐述了MCs处理硫污染物过程中电化学和微生物的作用总结了所涉及到的构型和材料并对实际应用中的成本进行了评估
电极反应机制及过程
1 电化学反应过程
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