神奇細菌：邊凈水邊發(fā)電

史峰

紅菌凈化污水受挫

現(xiàn)在，被污染的水源越來越多，缺水現(xiàn)象日益嚴重。凈化污水，還水源“清白”的任務迫在眉睫。而目前用工業(yè)方法處理污水的成本高、效率低。有沒有一種辦法可以快速、高效、低成本凈化污水呢？

當然有！科學家在細菌家族中發(fā)現(xiàn)，紅菌（學名叫厭氧氨氧化菌）在污水里生活得挺歡實，不僅不會被污水“嗆死”，反倒以污水中的有機廢物為食，可以高效地分解污水中的有機物，把原本發(fā)臭的污水凈化成清水。

利用細菌凈化污水的方法叫污水生物處理法，就是用數(shù)之不盡的細菌為“治污兵將”，讓它們“吃掉”水中的有機物。紅菌被引進污水處理廠之后，立馬在污水處理行業(yè)里立下了戰(zhàn)功——污水處理廠不需要昂貴的設備，也不需要再向水體中投放各種凈化劑，只需要先蓄住污水，然后再向污水池里撒進紅菌就行了。

用紅菌凈化水質(zhì)，投資少、技術低，但這種辦法一直沒有大規(guī)模推廣。因為紅菌在污水池里吃喝不愁，生長繁殖很快，最終大量“過世”的紅菌會沉淀到污水池的底部。如果不把沉淀物燒掉，它們會成為新的污染物。但要燒掉這些污水沉淀物，需要大量電力，每處理1千克沉淀物，需要消耗1.5度電。沉淀物太多，所需電力的總價將非常昂貴。

紅菌們本來想治盡天下污水，因為太“貪吃”，結果把自己吃成了難以處理的污染物——除去舊污生新害，紅菌在治污道路上受到了重挫！

細絲菌“吃糖”發(fā)電成本高

花開兩朵，各表一枝。前面說紅菌在凈化污水受挫，接下來要說的是在發(fā)電界也很苦惱的細絲菌。

早在100年前，英國植物學家利用鉑作為電極放入大腸桿菌的培養(yǎng)液中，成功地制造出了世界上第一個細菌電池。細菌電池是利用細菌在分解糖類時能產(chǎn)生電流的特性而發(fā)明的。簡單地說，咱們給細菌“吃糖”，細菌就會還咱們電力。不過，大腸桿菌“吃糖”多，發(fā)電效率卻不是很高。于是，科學家決定棄用大腸桿菌，尋找“吃糖”少、發(fā)電多的勤勞細菌。

經(jīng)過不斷篩選，科學家終于從細菌家族中選拔出一種“吃糖”少、發(fā)電多的電力細菌，并稱它們?yōu)榧毥z菌。據(jù)測定，細絲菌吃同樣的糖，發(fā)電量卻是大腸桿菌的數(shù)十倍。于是，科學家準備用細絲菌電池給行星探測機器人供電。

這聽起來很高端，細細琢磨一下，也有硬傷：細絲菌電池應用范圍太窄，無法走入尋常百姓家。這是因為細絲菌需要“吃糖”才能發(fā)電，要發(fā)大量的民用電，就意味著要消耗大量的糖，而且發(fā)出的電成本很高，民用接受不了，這也讓一直想“為人民服務”的細絲菌感到苦惱。

希瓦氏菌成功了

紅菌、細絲菌都受挫了，難道細菌們從此要淡出污水處理界和發(fā)電界了嗎？

小小細菌種類多，你們不行，看我的！這次，科學家從細菌家族中挑出一種喝臟水也能多發(fā)電的新菌種——希瓦氏菌。只要把希瓦氏菌投放在實驗用污水池里，這個實驗污水池就成了一個希瓦氏菌電池。接下來，邊凈化、邊發(fā)電的模式就開啟了。

希瓦氏菌在污水池里急忙地分解著有機廢物，然后不遺余力地向外輸出電力。用希瓦氏菌做成的新一代細菌電池，一天能凈化2 250升污水，還能輸出不少電力。這些電力在滿足處理沉淀物需要的基礎上，還會有剩余，剩余電量給手機充電完全夠用。

實驗室成果能經(jīng)受得住實用考驗嗎？科學家在一家養(yǎng)豬場展開了實用檢驗，結果令人滿意——邊喝臟水邊發(fā)電的希瓦氏菌每天能處理600多升含有豬糞的污水。要知道，豬糞水可是相當污的水呀。

接下來，希瓦氏菌電池被建在了一家啤酒廠，檢驗它凈化釀造廢水并發(fā)電的能力。結果也是相當好：凈化后的釀造污水被循環(huán)利用，給啤酒廠節(jié)約了40%的用水量，發(fā)出的電力在處理完污水沉淀物后還有剩余。剩余電力用于車間生產(chǎn)，又讓啤酒廠降低了15%的電力消耗。

科學家想要讓每個家庭以后都擁有希瓦氏菌電池，這樣洗澡水、洗菜水、馬桶水就可以居家凈化了。在居家凈化污水的同時，細菌電池還會給每個家庭帶來電力回饋，讓我們用“自發(fā)電”照亮每個房間。