這細菌可將污水變成清水,更可發電

傳統污水處理廠 (圖:Financial Tribune)

細菌,一種肉眼看不見但卻無處不在的微生物,一直是眾多科學家的研究對象;早前,有科學家成功將電腦數據儲存在細菌內,事隔數月,科學界又傳來新的消息:有科學家成功使用細菌將污水變成清水,更可從而發電。

一個月前,美國一間名為寒武創新科技(Cambrian Innovation)的公司,開始為他們研發的細菌燃料進行實地測試,並獲得驚人的成果。這種稱為 BioVolt 的微生物燃料電池,可以在一天內把 2250 公升的污水潔淨為清水。除此之外,它更可以透過這個過程產生電力,產電量足夠覆蓋處理污水所需的用電,令過程完全自給自足。

污水處理大難題

傳統的的污水處理廠需使用大量能源,才可成功淨化污水中的排泄物及化學物品。以目前全球標準,每淨化 1 公斤的污水,便需消耗 1.5 度的電力。在美國,這個消耗量足足佔了全國 3%的用電量。

另外,這些污水處理廠用作分解污染物的細菌,最終亦成為另一個問題。寒武公司科技總監奧斯丁‧巴克(Justin Buck)解釋:「由於污水中充斥著細菌所需的食物,致使它們繁殖的速度非常迅速。」當分解過程完成後,餘下的細菌殘餘物數量驚人,令它們成為三分之一的污水廢物。最後污水廠需經過繁複的消毒及化學處理過程,將之棄置於堆填區。

細菌電池

寒武公司為了解決傳統污水處理廠所面對的問題,特別挑選了一種地桿菌和一種腐生菌製造 BioVolt。相比以往所使用的細菌,他們這個巧妙設計的組合,帶有一個關鍵性的優點:它能夠透過細菌的呼吸釋放電子,令污水廠猶如變成一塊源源不絕的電池。除此之外,它更可以減慢細菌滋生的速度,令新型污水廠可發電之餘,亦可解決細菌殘留物的問題。

寒武公司上一代的污水處理系統 EcoVolt (圖:Cambrian Innovation)

目前 BioVolt 並非唯一一間研究微生物燃料電池的公司。另一個相似的計劃,由加州克萊格·凡特研究所( J. Craig Venter Institute )帶領,正在當地一所高中的校園農場測試他們的系統,每天處理大約 630 公升的豬隻排泄物。

他們系統的基礎與 BioVolt 相近,但效能卻比 BioVolt 更高,能分解污水中的化學藥品,包括現代畜牧業常用到的雌性激素。研究人員下一個目標,是尋找方法分解止痛藥、安眠藥等現代常見的藥品,亦預計系統可在 3 至 5 年內商業化。

污水處理的未來

寒武公司執行長馬特斯華(Matt Silver)指,未來有望可以使用不同的細菌處理不同的廢物,在途中甚至可獲取有用的副產品。寒武公司的另一個設計 EcoVolt 便是一個好例子,可以在處理啤酒廠污水的同時產生甲烷,更成功為一間啤酒廠節省 15% 用電量和 40% 用水量。

寒武創新科技希望 BioVolt 可以在未來每天處理 20,000 公升的污水。對他們的計劃,斯華先生總括說:「微生物燃料電池對可再生水源的影響,將會像太陽能及風能對再生能源的影響一樣顯著。」

楊一遙
楊一遙 100 文章
明日科學總編輯,愛丁堡大學神經語言學學生,精通五國語言,熱愛科學科技。夢想是以所學的知識連接世界文化,為明天的世界帶來正面的影響。
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