吳 曄 包文運(yùn) 周文雅 王唯希 姚 琛

(1. 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司特許經(jīng)營(yíng)分公司，江蘇 南京 211106；2. 東南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 211189)

生物電化學(xué)系統(tǒng)是利用細(xì)菌作為催化劑氧化去除有機(jī)物污染物，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，并產(chǎn)生其他有用的產(chǎn)物和提供特殊環(huán)境功能的電化學(xué)裝置。近年來(lái)生物電化學(xué)系統(tǒng)在處理污水的同時(shí)其功能也越來(lái)越向多元化方向發(fā)展。Liu等[1]將生物電化學(xué)系統(tǒng)與電解池技術(shù)相結(jié)合開發(fā)了微生物電解池，利用其輔助產(chǎn)氫。Wang等[2]在陰極利用小球藻把陽(yáng)極產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)生物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了碳的固定，形成一個(gè)基于藻類的可持續(xù)零碳排生物產(chǎn)能循環(huán)系統(tǒng)。Logan等[3]將微生物電解池與海水淡化工藝結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了制氫與海水淡化雙重功效，由此開始并推動(dòng)了微生物脫鹽燃料電池的發(fā)展。

微生物脫鹽電池(Microbial Desalination Cell, MDC)，是在微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell, MFC)的基礎(chǔ)上，由陽(yáng)極產(chǎn)電微生物氧化陽(yáng)極室的有機(jī)物污染物產(chǎn)生電子并放出質(zhì)子，電子通過(guò)外電路到達(dá)陰極，與電子受體接觸產(chǎn)生電流，驅(qū)動(dòng)陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜達(dá)到脫鹽目的。與傳統(tǒng)MFC結(jié)構(gòu)相比，MDC通常在陽(yáng)極室和陰極室之間增設(shè)脫鹽室，構(gòu)成三室結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，陽(yáng)極室和脫鹽室之間設(shè)陰離子交換膜(Anion Exchange Membrane, AEM)，陰極室和脫鹽室之間設(shè)陽(yáng)離子交換膜(Cation Exchange Membrane, CEM)。Cao等[4]設(shè)計(jì)的三室MDC，運(yùn)行一個(gè)周期后脫鹽率達(dá)到90%，產(chǎn)生的最大功率密度為2 W/m2。MDC作為廢水處理的新工藝，打破了傳統(tǒng)廢水處理的概念，無(wú)需任何外加電場(chǎng)和壓力即可在處理廢水的同時(shí)有效脫鹽并且回收電能，受到了廣泛關(guān)注。

然而，MDC作為脫鹽可持續(xù)發(fā)展方法在實(shí)際應(yīng)用中面臨的技術(shù)問(wèn)題仍然很多，如：反應(yīng)器構(gòu)造、操作條件優(yōu)化、微生物活性強(qiáng)化、電極催化劑、材料的耐久性、膜污染的防止等。而MDC規(guī)模化的關(guān)鍵之一就是MDC反應(yīng)器構(gòu)造需要更進(jìn)一步的突破。

本文綜述了近年來(lái)MDC構(gòu)造設(shè)計(jì)方面的研究進(jìn)展，不僅有從傳統(tǒng)三室結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)陰極、陽(yáng)極進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，得到的電容式、滲透式、雙極膜式、光電催化式MDC[5-8]，還有顛覆傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，開發(fā)的更適于工業(yè)應(yīng)用的連續(xù)式MDC[9]，其脫鹽效率和能源回收效果均得到顯著提升。

1 陰極設(shè)計(jì)

1.1 空氣陰極

在實(shí)驗(yàn)室研究中，傳統(tǒng)MDC陰極常用鐵氰化鉀(K3Fe(CN)6)、高錳酸鹽、過(guò)硫酸鹽或六氰基高鐵酸鹽為電解液，作為電子受體，可提供穩(wěn)定且高的陰極電位，但在實(shí)際操作中，它們毒性較大且成本較高，不適用于大規(guī)模工藝。研究者開發(fā)了空氣陰極微生物脫鹽電池(Air Cathode MDC)(結(jié)構(gòu)如圖2所示)，其特點(diǎn)是以氧氣作為電子受體，還原電勢(shì)較高且成本較低，然而氧氣作為催化劑的氧化還原反應(yīng)較慢，需加入其他催化劑如Pt。Mehanna等[10]以碳布為陰極，Pt為催化劑的空氣陰極MDC處理鹽水，單次循環(huán)即可使鹽水鹽度降低63%，最大功率密度和庫(kù)侖效率分別為480 mW/m2和68±11%。Cheng等[11]以四(對(duì)甲氧基苯基)卟啉鈷(CoTMPP)、活性炭為催化劑，通過(guò)增加催化劑比表面積以提高空氣陰極MDC的性能。另外，熱解鐵、酞菁鐵等也可用作Pt的替代物。

1.2 生物陰極

在電極表面或陰極電解液中以微生物作為生物催化劑(結(jié)構(gòu)如圖3所示)，催化陰極的還原反應(yīng)，因微生物具有可再生和可持續(xù)性，避免了傳統(tǒng)MDC中陰極液不可持續(xù)使用、經(jīng)常更換的問(wèn)題。與空氣陰極MDC相比，生物陰極微生物脫鹽電池(Biocathode MDC)無(wú)需昂貴的催化劑，如果生物膜足夠密集，產(chǎn)生的電量更大。生物陰極MDC由于構(gòu)建和操作成本較低，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。

根據(jù)陰極室中末端電子受體的種類不同，生物陰極可分為好氧和厭氧兩類，在好氧型生物陰極中，氧氣因廉價(jià)易得和較高的氧化電位被用作氧化劑，實(shí)際應(yīng)用更多。Meng等[12]構(gòu)建了生物陰極MDC用于產(chǎn)電、脫鹽，陰極pH值維持在6.6～7.6，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行穩(wěn)定性高，結(jié)果顯示在NaCl濃度為5、10 g/L時(shí)，脫鹽率分別為46.37±1.14%和40.74±0.89%，最大功率密度和開路電壓分別為3.178 W/m3和 1.118 V。Wen等[13]以碳?xì)譃殛帢O材料、好氧菌為生物催化劑構(gòu)建生物陰極MDC，此電池的最大電壓達(dá)到136 mV，遠(yuǎn)高于相同條件下的空氣陰極MDC，庫(kù)侖效率、脫鹽率和TDR分別為96.2±3.8%、92%和2.83 mg/h，脫鹽和產(chǎn)電性能良好。除此以外，微藻Chlorellavulgaris也被用于構(gòu)建生物陰極，微藻在鹽水濃度35 g/L的MDC顯示出更高的生長(zhǎng)率(35%)，脫鹽率也是另一個(gè)鹽水濃度15 g/L的MDC的1.5倍[14]。

2 陽(yáng)極設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)MDC中，脫鹽室的陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜在陽(yáng)、陰極室富集，這對(duì)MDC陽(yáng)極室的影響尤其突出，由于pH不平衡，對(duì)陽(yáng)極微生物生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生抑制，導(dǎo)致陽(yáng)極產(chǎn)電菌活性降低甚至死亡，陽(yáng)極性能迅速下降。因此需要經(jīng)常更換電解液，不利于大規(guī)模應(yīng)用發(fā)展。

2.1 電容式

在傳統(tǒng)MDC中引入了電容去離子化(Capacitive de-ionization, CDI)概念，在電極上形成雙層電容，當(dāng)鹽溶液流動(dòng)時(shí)，鹽水中的離子吸附在電極表面形成雙電層，當(dāng)電勢(shì)梯度消除之后，離子重新流回液體中?；贑DI思路，F(xiàn)orrestal等[15]設(shè)計(jì)了一種電容式微生物脫鹽電池(Capacitive MDC, cMDC)，將AEM/CEM和活性炭布(Activated Carbon Cloth,ACC)組合，插入陽(yáng)極室和脫鹽室之間或者脫鹽室和陰極室之間(結(jié)構(gòu)如圖4所示)。運(yùn)行一段時(shí)間后，鹽水中的離子被轉(zhuǎn)移并儲(chǔ)存在AEM/CEM和ACC形成的雙電層中，通過(guò)阻止鹽離子移動(dòng)至陽(yáng)、陰極室，避免引起陽(yáng)極室pH失衡。通過(guò)消除陰陽(yáng)極之間的電勢(shì)梯度，除去吸附在ACC上的離子，這種構(gòu)造的MDC脫鹽效率是傳統(tǒng)電容去離子過(guò)程的7～25倍。Stoll等[16]采用cMDC處理后有機(jī)物去除速率為6.4 mg/h，同時(shí)每克碳電極能夠脫除0.036 g的鹽。

圖4 電容式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 滲透式

在MDC中用正向滲透(Forward Osmosis, FO)膜代替離子交換膜構(gòu)成滲透式微生物脫鹽電池(Osmotic MDC, OsMDC)(結(jié)構(gòu)如圖5所示)，這種設(shè)計(jì)能使陽(yáng)極室中的水進(jìn)入脫鹽室，從而降低了脫鹽室的鹽度。Zhang等[17]比較了OsMDC和傳統(tǒng)MDC在廢水處理方面的性能，結(jié)果表明，相同條件下與MDC相比，OsMDC能夠從廢水中回收較高質(zhì)量的水并得到更低的鹽度，產(chǎn)生的平均電流為4.6 mA。Ismail等[18]用OsMDC處理生活廢水，COD去除率、TDS去除率、功率密度、電流密度和功率產(chǎn)率分別為92%、80%、48.52 mW/m2、136.30 mA/m2和7.46 W/kg。采用OsMDC進(jìn)行脫鹽-脫硝處理，可使?jié)舛葹?0～50 g/L的鹽水電導(dǎo)率降低85%[19]。然而OsMDC也存在一定的缺陷，由于無(wú)法選擇性地分離陰離子，導(dǎo)致脫鹽室離子分離的速率降低，電流效率降低；同時(shí)FO膜易被污染問(wèn)題也不容忽視。

圖5 滲透式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 雙極膜式

在陽(yáng)極室中加入雙極膜，可以構(gòu)建雙極膜式微生物脫鹽電池(Bipolar Membrane MDC)，形成四室結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)如圖6所示)，其中雙極膜由陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜壓制而成。在電場(chǎng)作用下，水通過(guò)雙極膜，OH-進(jìn)入陽(yáng)極室，H+進(jìn)入中間腔室，與通過(guò)AEM的Cl-生成鹽酸，從而有效地穩(wěn)定了陽(yáng)極室的pH值，利于微生物生長(zhǎng)。對(duì)于雙極膜必須施加電壓以提高膜的離子交換能力，并且外加電壓大小直接影響到脫鹽率，研究表明，當(dāng)外加電壓為1 V時(shí)，脫鹽率約86%；外加電壓降低到0.3 V時(shí)，脫鹽率降低至50%；取消外加電壓，脫鹽率降低至5%左右[20]。另外，雙極膜暴露在陽(yáng)極室的廢水中，比離子交換膜更容易受到污染，這在實(shí)際應(yīng)用中也不容忽視。

圖6 雙極膜式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 光電催化式

Rahmaninezhad等[21]對(duì)陽(yáng)極室進(jìn)行了徹底的改變，由紫外光激發(fā)陽(yáng)極電極上涂覆的鈦納米管產(chǎn)生電子/空穴對(duì)，空穴降解有機(jī)物產(chǎn)生H+，以此來(lái)替代MDC陽(yáng)極室微生物的作用，電子通過(guò)外電路轉(zhuǎn)移到陰極室并發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生OH-，驅(qū)動(dòng)Cl-和Na+在陽(yáng)極室和陰極室富集，降低脫鹽室的鹽度(結(jié)構(gòu)如圖7所示)。這種光電催化式脫鹽電池(Photo Electrocatalytic Desalination Cell, PEDC)的陽(yáng)極沒(méi)有微生物，電子轉(zhuǎn)移從第一分鐘就開始了，以超濾膜作為不同腔室之間的隔離屏障，透析和電解脫鹽機(jī)制都可以發(fā)生。研究表明，運(yùn)行70h后， PEDC能夠淡化42.54%的鹽水，TDS去除率、有機(jī)物降解率分別達(dá)到78.57 g/L和 96.46%，運(yùn)行時(shí)間比傳統(tǒng)MDC更長(zhǎng)、效率更高，應(yīng)用前景更廣闊。

圖7 光電催化式脫鹽電池結(jié)構(gòu)示意圖

3 排列結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 堆疊式

基于MDC三室二電極結(jié)構(gòu)，研究者們常改變電極連接方式(串聯(lián)或并聯(lián))、水流方式(串聯(lián)或并聯(lián))對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，研究不同構(gòu)造、操作參數(shù)對(duì)MDC性能的影響。其中最簡(jiǎn)便、成本較低的方式是在陽(yáng)極室和陰極室之間增加幾對(duì)陰陽(yáng)離子交換膜，如圖8所示。使用2對(duì)AEM、CEM可以形成2個(gè)脫鹽室和1個(gè)濃縮室，即最簡(jiǎn)單的堆疊式微生物脫鹽電池(StackedMDC, sMDC)，研究表明，其脫鹽率是具有單個(gè)脫鹽室MDC的1.4倍，增加脫鹽室能夠增加sMDC的脫鹽率和電荷轉(zhuǎn)移效率，但也會(huì)增加額外的電阻，脫鹽室的數(shù)量在6～14能夠獲得相對(duì)較大的脫鹽率[22]。

Ziaedini等[23]評(píng)價(jià)了具有內(nèi)部平行和串聯(lián)的連續(xù)流動(dòng)配置的sMDC的性能。串聯(lián)流動(dòng)配置(鹽水流進(jìn)第一脫鹽室至第二脫鹽室，多個(gè)脫鹽室串聯(lián)流動(dòng))的結(jié)果表明，在NaCl 濃度為1%時(shí)，減小陽(yáng)極室旁的脫鹽室的膜間距離(從10減小到5 mm)可提高脫鹽率，而在NaCl濃度3%時(shí)，兩個(gè)脫鹽室的膜間距離均為10 mm時(shí)，可獲得最高的脫鹽率。平行流動(dòng)配置(鹽水在單個(gè)脫鹽室流進(jìn)流出，多個(gè)脫鹽室平行流動(dòng))的結(jié)果表明，基于初始NaCl濃度，減小膜間距離對(duì)脫鹽率的影響更為明顯(16～277%)。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮sMDC在高和低NaCl 濃度下的不同行為，以優(yōu)化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和操作。

圖8 堆疊式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

Kim等[20,24]將四個(gè)sMDC串聯(lián)(每個(gè)MDC包含5個(gè)脫鹽室)，通過(guò)限制膜間距離，由于高內(nèi)阻引起的能量損失被最小化，使得sMDC產(chǎn)生的能量類似于單個(gè)脫鹽室MDC產(chǎn)生的能量，脫鹽率、電荷轉(zhuǎn)移率、TDR分別為44%、430%和77 mg/h，極大地改進(jìn)了sMDC的性能。為了降低sMDC的內(nèi)阻，Shehab等[25]將離子交換樹脂加入到sMDC濃縮室中吸附離子，脫鹽率可提高至90～94%，而純sMDC脫鹽率只有60%。運(yùn)行一段時(shí)間后，sMDC陽(yáng)極液pH從7.03降至6.30，陰極液pH從7.40升高至11.60，其pH值的波動(dòng)幅度也低于單個(gè)脫鹽室MDC。這是因?yàn)橛袡C(jī)介質(zhì)首先流過(guò)第一個(gè)MDC的陽(yáng)極和陰極室，然后繼續(xù)流入下一個(gè)MDC，減小了pH值的波動(dòng)，從而避免了傳統(tǒng)MDC陽(yáng)極室pH值的降低引發(fā)的微生物活性降低。

3.2 循環(huán)式

pH值會(huì)直接影響到MDC在產(chǎn)電和脫鹽方面的性能，傳統(tǒng)MDC產(chǎn)生的電流在初始10 h內(nèi)呈線性增加，10 h后開始下降，研究結(jié)果表明，這可能與pH有關(guān)，當(dāng)電解液pH高于7后，升高一個(gè)單位將會(huì)導(dǎo)致電池電壓降低59mV[24]。除sMDC外，循環(huán)式微生物脫鹽電池(Recirculation MDC, rMDC)也可有效減小陰陽(yáng)極室pH值的波動(dòng)，避免對(duì)微生物活性的抑制。rMDC通過(guò)泵使液體在陽(yáng)極室和陰極室之間循環(huán)，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。Qu等[26]對(duì)rMDC和非循環(huán)式MDC進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)rMDC的產(chǎn)電量、脫鹽率均高于非循環(huán)式MDC，而在脫鹽前后，rMDC的陰、陽(yáng)極室pH并未發(fā)生較大波動(dòng)，陽(yáng)極室pH維持在6.7左右，對(duì)比非循環(huán)式MDC的pH已達(dá)到4.1。

圖9 循環(huán)式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

Chen等[27]基于堆疊式和循環(huán)式原理，設(shè)計(jì)了一種分離器偶合循環(huán)堆疊式微生物脫鹽電池(Separator Coupled Circulation Stacked MDC)，該結(jié)構(gòu)包含2個(gè)脫鹽室1個(gè)濃縮室，并以陽(yáng)極室、陰極室液體產(chǎn)生循環(huán)的方式，將玻璃纖維附著在空氣陰極表面作為分離器，以防止空氣陰極碳布上生物膜的生長(zhǎng)連續(xù)。穩(wěn)定運(yùn)行60天后，空氣陰極上沒(méi)有形成厚厚的生物膜，延長(zhǎng)了運(yùn)行時(shí)間，化學(xué)除氧率和庫(kù)倫效率分別達(dá)到64±6% 和30±2%，其電子轉(zhuǎn)移效率和總脫鹽率也比sMDC、rMDC高。

3.3 上流式

Jacobson為了提高M(jìn)DC反應(yīng)器效率設(shè)計(jì)了上流式微生物脫鹽電池(Upflow microbial desalination cell, UMDC)[9]，整體為管狀結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極室中的微生物處于懸浮狀態(tài)，陰極為空氣陰極，陽(yáng)極室和脫鹽室液體自下向上流動(dòng)(結(jié)構(gòu)如圖10所示)。

UMDC的特點(diǎn)是增大了電極表面積，腔室中的液體也無(wú)需攪拌，利于陽(yáng)極氧化反應(yīng)。UMDC在4個(gè)月中連續(xù)運(yùn)行不斷脫鹽并產(chǎn)電，在水力停留時(shí)間(HRT)為4天時(shí)TDS去除速率達(dá)到7.5 g TDS/L/d，并且能夠去除99%以上的NaCl，在HRT為1天或4天時(shí)，產(chǎn)生的電子分別有98.6%、81%用于脫鹽，最大功率密度達(dá)到30.8 W/m3，處理每立方米廢水產(chǎn)電1.8千瓦時(shí)。但在大規(guī)模應(yīng)用中還是存在系統(tǒng)體積較大，成本較高、pH不平衡等問(wèn)題。

圖10 上流式MDC結(jié)構(gòu)示意圖

進(jìn)一步地，Sevda等[28]將兩個(gè)UMDC以連續(xù)流動(dòng)模式(級(jí)聯(lián)模式)組合，探討UMDC在高功率(較高的外部電阻)和高電流(較低的外部電阻)模式不同組合下的運(yùn)行。他們測(cè)試了四種方案，發(fā)現(xiàn)在高功率發(fā)電模式下使用第一個(gè)UMDC，在高電流發(fā)電模式下使用第二個(gè)UMDC是最適合脫鹽和發(fā)電的方案。最佳水力停留時(shí)間(hydraulic retention time, HRT)和鹽存留時(shí)間(salt retention time, SRT)分別為60和 40 h。在HRT 60 h時(shí)，最高的COD去除率為83%，而在SRT 40 h時(shí)，最高的脫鹽率為72%，最大功率密度為5879 mW/m2，最大電流密度為2 375 mA/m2。這項(xiàng)研究表明，UMDC的級(jí)聯(lián)操作模式是適于MDC規(guī)模化的方法，它為高發(fā)電量、高COD去除率和脫鹽率都提供了選擇。

3.4 串聯(lián)式/并聯(lián)式

Zuo等[29]將多個(gè)MDC串聯(lián)得到多級(jí)MDC(Multi-stage MDC)，廢水從陽(yáng)極1→陰極1→陽(yáng)極2→陰極2流動(dòng)，用于同時(shí)處理高強(qiáng)度工業(yè)廢水以及脫鹽，COD去除率>93%，脫鹽率在22.3%～51.7%，最大功率密度達(dá)到566.1 mW/m2。此研究驗(yàn)證了多級(jí)MDC在高強(qiáng)度工業(yè)廢水預(yù)處理中的應(yīng)用，其他可能的應(yīng)用包括處理低鹽度和低鹽度/有機(jī)物混合廢水(如制藥廢水、食品加工廢水、啤酒廢水等)。

Jafary等[30]設(shè)計(jì)了對(duì)角線構(gòu)造的四重微生物脫鹽電池(QuadrupleMDC, QMDC)，并系統(tǒng)研究了在三種不同連接方式下的MDC性能，包括單一(IQMDC)、并聯(lián)(PQMDC)、串聯(lián)(SQMDC)，如圖11所示。結(jié)果顯示， PQMDC在脫鹽循環(huán)中內(nèi)阻最低，功率回收率最高為17.7 mW，總脫鹽速率為48.12 mg/h，脫鹽率98.9%，與傳統(tǒng)三室MDC相比，產(chǎn)電量和脫鹽率分別提高了127%和88%，具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的價(jià)值。

(a) 單一式

(b) 并聯(lián)式

(c) 串聯(lián)式

4 總結(jié)與展望

隨著工業(yè)化發(fā)展，水體污染逐漸嚴(yán)重，廢水處理的重要性日益增加，其中高鹽廢水的處理難度較大。傳統(tǒng)生化、蒸發(fā)、膜處理等廢水處理技術(shù)的發(fā)展因成本、耗能等問(wèn)題受到制約，MDC因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到很大關(guān)注還可以在處理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)軟化[31]、有價(jià)值化學(xué)品(酸和堿)的生產(chǎn)[32]、氨、磷酸鹽、脂肪酸的回收[33]。除了本文綜述的設(shè)計(jì)改造外，研究者們也致力于開發(fā)新型MDC或者使用幾種不同的構(gòu)造聯(lián)用，進(jìn)一步提高M(jìn)DC反應(yīng)器性能。通過(guò)將MDC與微生物電解池(Microbial Electrolysis Cell, MEC)聯(lián)用，收集MDC的功率輸出以支持MEC還原鉛，也被證明是有效處理廢水和鹽水的應(yīng)用之一[34]。新材料如中空纖維微濾膜(hollow fiber microfiltration membrane，HFM)的使用，廢水從厭氧陽(yáng)極依次流到氧化性生物陰極，再經(jīng)HFM 過(guò)濾，MDC的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間提升至105天[35]。

現(xiàn)階段，微生物脫鹽燃料電池可作為高鹽水濃縮工藝的預(yù)處理手段，以減輕現(xiàn)有系統(tǒng)中鹽或溶解固體的高負(fù)荷，降低能源消耗[36]。隨著反應(yīng)器構(gòu)造、陰極的不斷改變，微生物脫鹽燃料電池的脫鹽效率得到了一定程度的提高，有可能成為獨(dú)立的海水淡化/高鹽廢水處理過(guò)程。