一、课题来源与背景 该项目来源于广东省自然科学杰出青年基金项目（2014A030306033），项目执行期为2015年-2018年。 传统污水处理厂目前能耗偏高，随着污水处理规模的快速增大，我国污水处理厂的能耗占比将不断提高。高能耗一方面导致污水处理成本升高，加剧了当前的能源危机。开发先进污水处理新技术，解决污水处理的高能耗和资源化问题，是目前世界各国共同关注的热点。基于电活性生物膜的相关系统和技术，已成为近年来国际环境能源领域新兴的研究热点。

    二、研究目的与意义 深入阐明了电活性生物膜形成和胞外电子传递机制，阐明了电活性生物膜胞外电子传递的功能性群落结构与调控机制，揭示了生物膜胞外电子传递耦合有机污染物转化的效果和内在机制，构建了电活性生物膜污水处理新技术。   

    三、创见与创新 1）构建了一种基于表面等离子体工资光纤传感的生物电化学新方法，解决了电活性生物膜空间电子传递过程表征的难题。 2）证实了氧化铁介导电活性生物膜电子传递的半导体机制，揭示了微生物—腐殖质相互作用的电化学-微生物学机制；阐明了生物炭介导的微生物胞外电子传递过程、机理及环境效应。 3）利用微生物的胞外电子传递特性，构建了污水处理/生物能源回收新装置；针对微生物电化学系统成本和稳定性等瓶颈问题，开展了低成本和高稳定性的碳基新电极材料研究，发展了可持续处理污泥、废弃生物质等固体废弃物制备碳基电极材料的关键技术，为微生物电化学技术的工程应用提供了技术支持，同时为固体废弃物的资源化利用提供了新思路。

    四、社会经济效益及存在问题 本项目重点利用电活性生物膜特性，开发基于电活性生物膜的污水处理新技术，实现污水处置和能源回收的双重功效，解决传统生物膜技术单位处理效率较低、活性难以人为控制和无资源回收能力等缺点，打造未来有机废物处理的支柱性技术，使污水处理变成一个有利可图的产业。