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本文聚焦硫酸盐还原菌（SRB）耦合微生物电解池（MECs）技术，探讨其在高硫酸盐废水处理中的机制，涵盖硫酸盐还原、产氢、重金属去除及有机污染物降解等应用，分析机器学习优化系统性能的作用，指出系统规模化与长期运行可靠性挑战。
硫酸盐还原菌与微生物电解池技术的研究背景
工业与农业快速发展伴随大量高硫酸盐废水排放，硫酸盐在厌氧条件下经硫酸盐还原菌（SRB）作用转化为硫化氢（H?S），威胁水体生态、人类健康及基础设施。传统物理化学处理法能耗高、易产生二次污染，而 SRB 介导的生物法可将硫酸盐转化为硫化物（S2?），兼具可持续性与经济性。微生物电解池（MECs）通过微生物代谢与电化学过程结合，不仅能处理废水，还可产氢、甲烷等清洁能源，调控电压、电极材料等参数可优化微生物群落与产物生成。
SRB-MECs 系统的作用机制与优势
SRB 在 MECs 阳极室分解有机物并释放电子，电子经外电路流向阴极，与质子结合生成氢气。该系统通过电化学电流促进硫酸盐向硫化物的生物还原，同步产氢。此外，MECs 还可去除重金属等污染物。调节 SRB 菌株、生长条件及电化学参数（如电压、电流密度）可显著提升系统性能。相较于传统方法，SRB-MECs 无需有害化学试剂，减少二次污染，且能将废物转化为资源，具备灵活可控与可扩展性。
SRB-MECs 的应用领域
SRB-MECs 系统已从单一硫酸盐还原拓展至多功能应用，其耦合 SRB 代谢与 MECs 电化学特性，可处理化工、制药、食品加工等行业的高硫酸盐废水。额外电子供体源于电极反应，使系统在产氢、处理复杂废水方面表现突出。
影响 SRB-MECs 性能的关键因素
电场强度对 MECs 性能至关重要，恒定电压为电极反应提供能量，不仅促进阴极电子受体还原，还能增强微生物活性，助力难降解有机物分解。
机器学习在 SRB-MECs 中的应用
SRB-MECs 通过 SRB 将硫酸盐转化为硫化物并传递电子形成电流，可用于废水处理。系统性能受 pH、温度、底物等参数影响，引入机器学习可优化运行参数、预测系统性能，提升处理效率与稳定性。
SRB-MECs 的挑战与前景
尽管 SRB-MECs 优势显著，但其规模化应用面临系统放大与长期运行可靠性难题。未来需进一步研究以提高系统性能与微生物效率，推动该技术作为可持续、高效方案在工业废水处理中的实际应用，解决高硫酸盐废水带来的环境与健康问题。
结论
SRB 与 MECs 结合为高硫酸盐废水处理与生物能源生产提供了可持续途径，其将硫酸盐还原与产氢 / 产甲烷耦合的创新模式兼具废水处理与能源回收双重效益。然而，需通过更多研究攻克技术瓶颈，加速 SRB-MECs 技术的实际应用。
