南开本科团队研制出“负能耗”“人工湿地法”污水处理系统
南开本科团队研制出“负能耗”“人工湿地法”污水处理系统
近日，南开大学环境科学与工程学院本科生团队研制出“基于绿色生物发电的零能耗污水处理系统”，处理污水不仅实现“零能耗”，系统本身还能够发电，驱动风扇转动。
团队负责人关辽在进行水处理的实验。
污水处理装置发出的电能轻松驱动一个风扇。
学生在调试污水发电处理系统，长满绿植的电池装置酷似盆栽。
清洗各种试验器皿也是个体力活。
这套系统改进于他们的师姐研制的“零碳排自运行可持续废水处理系统”，2013年，三位师姐凭 借此系统获得了“环保与新能源国际大学生竞赛”一等奖，该系统与已经研发出的4台微生物燃料电池受到了中国、日本和英国专家的一致好评。师姐毕业后将系统 交到同实验室的师弟手中，经过一年多努力，师弟们引入植物，将“零能耗”改进为“负能耗”。
污水处理前后对比。
团队也得到了师姐们的帮助。
“这 是一套将‘人工湿地法’治污与生物电化学系统相结合的污水治理系统，改进之处在于我们将植物根系培育成薄层状后插入电极间，构建高性能光合电池。”关辽介 绍，微生物燃料电池利用污水中的有机物产电，植物通过光合作用吸收多余的氮磷，通过根系释放和污水中成分相同、能够被微生物代谢并产生电能的有机物，这样 污水本身成为发电原料，加上植物的助力，满足系统本身处理污水所需电能，还能够提供电能供风扇转动，可以说是“负能耗”污水处理系统。
经反 复实验，团队成员对系统又进行了优化，他们采用先进工艺制备了排列更为密集的活性炭电极，通过增加电极比表面积，提升了电池总功率。前人设计的微生物燃料 电池容量很小，达到1.3升已经非常不容易，我们在实验室规模已经达到40升，据了解，这在国内外处于高度领先的水平。
记者观察发现，整个 水池分八组，每组水池中插有一根碳棒，水池的一边是一块活性炭板，“碳棒相当于电池的‘-’，炭板是‘ ’，整个水池就相当于‘生物电池箱’，导线连接正 负极，就能发电了。”关辽向记者示范，“由于我们利用的这种厌氧生物是一种产电微生物，它在‘吃’掉污染物的同时会‘吐’出电，再通过导电的碳棒导出来， 用导线收集后就能直接使用了。据估算，产电量足够整套设备自运行使用。”
“我和团队从去年起开始研究这个‘生物去污电池’，随着项目推进，克服了不少困难，也收获了国内外环科领域专家的赞赏，虽然项目离落地投产还有一定距离，但我们相信这一新技术将会对建设美丽天津贡献一份力量。”