微生物硫回收新策略推动制浆造纸行业循环经济发展：绿色废液转化为锂硫电池高值材料

针对制浆造纸行业高碱高硫绿色废液（green liquor）处理难题，研究人员创新性地利用嗜盐碱微生物（haloalkaliphilic microorganisms）实现硫生物回收（浓度达2 g L?1），并将其纯化为锂硫电池（Li–S）正极材料，初始比容量达550 mAh g?1。通过TOPSIS-AHP多准则决策分析证实该技术兼具环境与经济效益，为工业废液资源化和可持续能源存储提供新范式。

　　

在全球气候治理与资源循环利用的背景下，制浆造纸工业（PPI）作为典型的高耗能、高污染行业，其每年产生的高碱性绿色废液（pH≥13）含大量硫化物（如S₂O₃^2?），传统处理方式如克劳斯法（Claus process）需高温（>300°C）且产生SO₂污染。与此同时，锂硫电池（Li–S）因2600 Wh/kg的理论能量密度成为储能领域新宠，但硫原料多依赖化石燃料提纯，与可持续发展目标相悖。土耳其科学技术研究理事会（TüB?TAK）支持的研究团队另辟蹊径，首次将工业废液生物转化与电池材料开发相结合，成果发表于《International Journal of Hydrogen Energy》。

研究采用嗜盐碱硫氧化细菌（Thioalkalivibrio versutus）在pH 11-12、高盐条件下直接处理真实绿色废液，通过膜生物反应器（MBR）实现连续硫回收；利用电化学测试评估生物硫正极性能，并采用层次分析法（AHP）赋权的TOPSIS模型对比不同电池体系。

【Green liquor characterization】
绿色废液含58470±4832 mg S₂O₃^2? L^?1等成分，经微生物驯化后实现2 g L^?1硫产量，无需化学预处理。

【Role of sulfur in the process】
相比传统化学法，生物硫回收能耗降低且避免二次污染，所获硫纯化物在Li–S电池中呈现典型氧化还原峰（2.3V/2.0V/2.5V），初始容量达550 mAh g^?1。

【Conclusions】
TOPSIS分析显示Li–S电池综合评分（Pi=0.7352）显著优于其他体系。该研究开创了"工业废液-生物硫-高性能电池"的闭环价值链，为PPI减排与新能源材料开发提供双重解决方案。

研究意义在于：1）突破高碱废液生物处理技术瓶颈；2）验证生物硫在储能器件中的可行性；3）通过多指标决策模型量化环境-经济协同效益。未来可通过优化硫纯度与电极工艺进一步提升性能，推动该技术从实验室走向产业化。