污水处理中的去除氯化物和氨氮的技术
污水处理是保护环境、促进可持续发展的重要环节。其中，去除氯化物和氨氮是污水处理过程中的关键技术之一。本文将介绍几种常见的去除氯化物和氨氮的技术，并探讨它们的优缺点。
一、去除氯化物的技术
氯化物在污水中的存在对环境会产生不可忽视的影响。常用的去除氯化物技术主要包括化学沉淀、活性炭吸附和电化学方法。
1. 化学沉淀法
化学沉淀法是一种常见的去除氯化物的技术。通过添加适当的化学药剂，如氢氧化铁、氢氧化铝等，可以将氯化物与药剂形成溶解度较低的沉淀物，在污水处理过程中去除氯化物。这种技术具有成本较低、操作简单的优点，但是对药剂的选择与控制有一定要求。
2. 活性炭吸附法
活性炭吸附法是另一种常用的去除氯化物的技术。活性炭具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能有效地吸附氯化物。通过将污水经过活性炭床进行过滤，可以使氯化物被吸附在活性炭表面，从而实现去除氯化物的目的。这种技术相对简便、效果较好，但需要定期更换或再生使用的活性炭。
3. 电化学方法 电化学方法是一种较为新颖的去除氯化物的技术。该方法利用电解池中的电极作用，使氯化物在电极间发生氧化还原反应，从而实现去除氯化物的目的。这种技术具有高效、无需添加化学药剂的特点，但设备复杂、操作难度较大，需要专业技术支持。
二、去除氨氮的技术
氨氮是污水处理过程中的另一个重要指标。除去氨氮的技术主要有生物法、化学法和物理法等。
1. 生物法
生物法是一种常用的去除氨氮的技术。这种方法利用一系列微生物的降解作用，将氨氮转化为无害物质，如氮气等。常见的生物法包括厌氧方法和好氧方法。厌氧方法通过创造无氧条件使微生物降解氨氮，好氧法则是通过提供充足的氧气给微生物，使其降解氨氮。这种技术效果稳定、成本较低，但对环境条件要求较高。
2. 化学法
化学法是另一种去除氨氮的技术。常用的化学法包括硝化、还原、吸附和离子交换等。硝化是一种将氨氮转化为硝酸盐的反应，通过添加适当的氧化剂促使氨氮转化。还原则是将硝酸盐还原为氮气或氨氮，通过添加还原剂来实现。吸附和离子交换是通过特定的吸附剂或交换树脂将污水中的氨氮吸附或交换离子的形式去除。这种方法操作简单，但对化学药剂的选择和控制较为关键。
微生物电化学系统的应用及其优化
随着科技的发展，微生物电化学系统在能源、环境等领域得到了广泛的应用。微生物电化学系统利用微生物与电极之间的作用产生电能和化学物质，是一种绿色、环保、高效的新能源开发技术。本文将从微生物电化学系统的基本原理、应用领域以及优化措施等方面进行探讨。
一、微生物电化学系统的基本原理
微生物电化学系统是由电生活性细菌和电极运作起来的。电生活性细菌，又称为电化学活性菌，是指能够利用外加电场和电极表面的电子传递给氧化还原酶或细胞内代谢酶的微生物，其内部机制主要是电子转移、质子传递和代谢产物释放。利用电极与细菌之间的电子转移，在微生物体内进行代谢反应，产生电流、能量和化学物质。微生物电化学系统通常包括阳极、阴极和电介质三个重要部分。
阳极是微生物电化学系统中最重要的部分之一。通过阳极上的化学反应，微生物代谢产生的电流从细菌中流到阳极，实现了电子转移和氧化还原反应。阳极的材料对于微生物电化学系统的性能影响很大，目前常见的阳极材料有碳、铂、金、不锈钢等。一般来说，碳材料是最常用的阳极材料，主要因为它可以提供更多的交流电流表面积和潜在的催化反应位点。
阴极是微生物电化学系统中最复杂的部分。它实现了微生物对氧化还原反应的控制和反应产物的选择。阴极的主要作用是通过还原反应，促进电子的传递和细菌代谢产物的消耗或后续使用。阴极的材料选择和外部环境条件对微生物的生长和代谢有很大影响，目前常见的阴极材料有氧化银、铜、镀金、铂等。
电介质是微生物电化学系统中起到电子分隔作用的辅助部分。它的主要作用是防止阴极和阳极部分之间的电子直接流通，同时还能起到保护微生物的作用。
二、微生物电化学系统的应用领域 微生物电化学系统在能源领域、环境治理领域等方面有广泛的应用。在能源领域，微生物电化学系统可以通过生产生物燃料、生产电能、制氢等方法来提供能源。其中最常用的方法是通过微生物代谢反应的产生电流来制造电能。这种方法具有节能、环保、易于控制等优点，并且可以应用于各种电化学反应平台。
电化学技术在环境治理中的应用
随着人类社会的发展和工业化进程的加速，环境污染问题日益突出。为了保障人们的生命健康和环境可持续发展，环境治理成为当今世界面临的重大挑战。电化学技术作为一种高效环保技术，被广泛应用于环境治理中，尤其在污水处理、大气净化、废弃物处理等方面具有得天独厚的优势。
一、电化学技术概述
电化学技术是指利用电化学反应来实现物质分离、浓缩、净化和合成的一种技术体系。其主要基于电势差引发的化学反应原理，通过加电压将电子从阴极输送至阳极，即可实现被分解物质的电化学反应。电化学技术具有工艺简单、反应速度快、操作灵活、能耗低、产品纯度高等优点，被广泛应用于有机合成、金属提取、废水处理等领域。
二、电化学技术在污水处理中的应用
污水处理是电化学技术的一个主要应用领域。传统的污水处理技术主要采用化学沉淀法、生物法等方式来处理废水，但产生的副产品多且难以处理，而且投资成本高、能耗大。而电化学技术则具有较强的稳定性和高效性，可以有效去除污水中的杂质物质和有机物，实现废水的净化处理。
电化学技术主要通过阳极的氧化和阴极的还原来对污水进行处理。氧化作用可以将污水中的有机物氧化分解，使其转化为碳酸氢盐、二氧化碳等无害物质。还原作用则可以将污水中的铜、铬、汞等重金属离子还原为金属沉淀，实现对重金属离子的去除。
三、电化学技术在大气净化中的应用
电化学技术在大气净化中也有广泛的应用。大气中的污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物等，这些物质会对人们的健康和环境造成严重的危害。传统的大气净化技术包括吸收法、催化剂法、光化学反应等，但存在成本高、效率低、应用范围狭窄等缺点。而电化学技术则具有多孔电极材料、高电流密度、装置结构简单等优点，可以有效地去除大气污染物。
电化学技术主要通过氧化还原反应来处理大气污染物。如利用锰基电极催化气相中的氮氧化物，可将其转化为无害物质。利用电解还原处理含氧污染物的方法也被广泛应用于大气净化。
科技创新与应用ｌ ２０１３年第１８期
利用微生物电池技术处理废水
姜秀华
（天津力神电池股份有限公司，天津３００３８４） 科技创新
摘要：进入２１世纪，由于微生物燃料电池高效、清洁、环保的独特优点，利用微生物电池技术处理废水的研究在全球掀起热潮。
通过微生物燃料电池技术的特点和原理的介绍，综述了微生物燃料电池废水处理技术的优势，分析了存在的问题，并在此基础 上指出微生物燃料电池废水处理技术研究的重点突破方向。 关键词：微生物燃料电池；废水处理；产电
废水处理是高能耗行业。据统计，仅我国每年用于废水处理的耗电
量就占全国总发电量的１９ ，而美国等发达国家更高达３％口。随着能源 短缺的日益加剧，节能降耗已成为废水处理行业急待解决的现实问题。
至今为止，废水的处理技术主要采用好氧生物处理和厌氧生物处理两 种方法。但是，这两种方法都有其缺点。好氧生物处理消耗能量大且运
行费用高，而厌氧工艺的产出物甲烷无法实现能源的回收，会加剧着地 球温室效应。近年来，由于生物技术的不断发展，污水的生物处理成为
污水处理领域的主要技术，得到了研究者的广泛重视。进入２１世纪，由 于微生物燃料电池高效、清洁、环保的独特优点，利用微生物电池技术
处理废水的研究在全球掀起热潮日。
１微生物燃料电池特点 微生物燃料电池（Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌｓ，简称ＭＦＣ）是一种以微生物
为催化剂产生电能的新方法，可以利用细菌通过生物质产生生物电能。 它是一种将化学能在微生物的作用下直接转化为电能的装置 其问世
于２Ｏ世纪初，但在此后很长的一段时期内，其研究陷入停滞。２０世纪 末，由于能源危机的巨大压力以及化石能源的环境污染，ＭＦＣ研究再度
受到人们关注。二十世纪八十年代以后，电子中介体的使用，使得微生 物燃料电池的电流密度和功率密度有较大提高，但因为其胜能不稳定
性且成本较高，使其不能广泛应用。近年来，高活性微生物及无氧化还 原介体方式的发现，极大促进了微生物燃料电池的发展目。
