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加德（CASCADE）

针对不同种类的污水，采用“计算机辅助菌种选择技术（Computer-Assisted Strain Construction and Development Engineering：CASCADE）”的计算机模拟筛选平台，对微生物进行系统筛选。利用加德技术，可将微生物新陈代谢和能量产生相关生物学路径中的大量遗传和化学信息相关联，从而对消化有机物质并产生电能，同时可清洁污水的微生物代谢能力进行评定。这使得定制和寻找可从污水中产生电能并减少BOD含量的有效（甚至于发现新型的）微生物成为可能，从而大大提高了氢气和电力生产的转换率。因此，加德技术选择了最优的微生物菌群，可最大量生产所期望的可再生能源产品。

加德技术开发于2007年1月。目前有四个针对代谢优势的微生物菌群选择的项目在运作，其中包括怀俄明大学的蜘蛛丝项目、乔治敦大学的病原体检测项目、以及相关的微生物燃料电池(MFC)项目。项目中微生物菌群筛选的基本思路如下：对于特定的微生物，特定的生物废弃物输入和所期望的清洁能源输出量，首先需要收集到相关微生物的概要信息。例如，可以收集整体描述生物系统的数据和文字，包括生物体中基因相似性、基因功能、代谢功能、生物路径、以及能量产生路径中的酶作用物和相关产物。这一步骤通过利用各公共数据库中的生物信息加以完成。然后，基于先前所收集的概要信息，应用一个知识模式搜索的网络，把微生物群体划分成具有明显特征的不同小组。根据概要信息的匹配得分筛选出一个微生物或一个微生物群体。得分通过具有明确定义的微生物代谢效能标准计算获得。代谢效能标准是以某微生物概要信息为基础的在现实中预期能力的一种预测。

加德甲烷微生物反应器

不同于今天大多数污水处理厂所采用的好氧系统，加德甲烷微生物反应器利用厌氧消化过程在无氧情况下对有机质进行降解。厌氧呼吸的发酵过程产生氢气、甲烷以及其他温室气体（如二氧化碳）。同好氧系统相比，厌氧系统对电能的需求要少得多，约为好氧系统的7%。

在美国，1％的污水处理厂设置了产生甲烷的厌氧消化工艺流程。根据劳伦斯-伯克利实验室的报道，广为采用的产甲烷厌氧废水处理技术是上流式厌氧污泥床（UASB）反应器。这种反应器于1980年在荷兰开发的，主要用于造纸和食品工业，其他一些工业如化学和医药类也使用这种技术。全球范围内，大约有1500座厌氧污水处理厂（80%是上流式厌氧污泥床反应器），其中150座在美国。加德甲烷微生物反应器的技术优势在于可将基于菌种筛选平台筛选出的高效产甲烷菌种加入其中，从而产生更多量的甲烷气体。

加德微生物燃料电池（MFC） 

微生物燃料电池（MFC）技术可利用微生物进行发电。这种被称为MFCs的技术是一项可回收再生能源的新方法。电能可从任何可生物降解的材料，甚至废水中获取，而无需添加其他化学品。到目前为止，微生物燃料电池技术尚未达到实用化程度。

应用加德技术可以找到并定制出用于发电和减少废水生化需氧量的有效微生物。例如，对以生物废弃物为进料基质的发酵过程中基质消耗和产物数量的信息进行收集。再利用加德技术，收集基质（投入）、产物（产出）、代谢途径（通路）以及相关方（目标）的联合信息，比方说将能够利用各种污水中的纤维素或醋酸盐为基质进行发电的微生物列出一份清单。寻找分解不同种类废弃物并回收清洁能源的有效微生物，加德技术为此提供了一条快速通道。

微生物燃料电池反应过程： 

阳极反应：

(CH₂O)_n +  n H₂O= n CO₂ + 4 n H⁺ + 4 n e^-  

阴极反应： 

4 n H⁺ + 4 n e^- + n O₂ = 2 n H₂O