حذف فنل در غلظت هاي زياد در پيل سوختي ميكروبي دو محفظه اي

Removal of High Concentrations of Phenol in Dual Chamber Microbial Fuel Cell

سابقه و هدف: پيل سوختي ميكروبي در زمره تكنولوژي‌هاي مبتني بر توسعه پايدار قرار دارد كه مي‌تواند هم زمان براي حذف بسياري از آلاينده‌ها و توليد الكتريسيته مورد استفاده قرار گيرد. هدف از اين تحقيق تعيين ميزان حذف فنل در غلظت هاي زياد در پيل سوختي ميكروبي بود. مواد و روش‌ها: يك پيل سوختي ميكروبي دو محفظه اي مجهز به غشاء تبادل گر پروتون نفيوني و آند و كاتد از جنس پارچه كربني ساخته شد و در انكوباتور دماي 30 درجه سانتي‌گراد به مدت 12 هفته به صورت جريان منقطع مورد بهره‌برداري قرار گرفت. آند در محفظه بي‌هوازي حاوي محيط كشت حداقل (تركيبات معدني) قرار گرفت و فنل به عنوان تنها منبع كربن در غلظت‌هاي 50 تا 1000 ميلي‌گرم بر ليتر به آن اضافه شد. بذر باكتريائي تجزيه‌كننده فنل كه از تصفيه خانه فاضلاب پالايشگاه نفت تهران تامين و به فنل آداپته شد و در محفظه آند بي‌هوازي پيل ميكروبي استفاده شد. كاتد در محفظه هوازي حاوي بافر فسفات قرار گرفت. غلظت فنل باقيمانده در زمان‌هاي مختلف به وسيله دستگاه HPLC اندازه‌گيري شد. يافته‌ها: حداكثر حذف فنل طي 24 ساعت اوليه هر مرحله از آزمايش اتفاق مي‌افتاد. فنل در غلظت‌هاي تا ppm 800 طي 96 ساعت به طور كامل حذف شد. اما زمان لازم براي حذف كامل ppm 1000 فنل 120 ساعت بود. استنتاج: با استفاده از لجن تصفيه خانه فاضلاب پالايشگاه نفت خو يافته به فنل در پيل سوختي ميكروبي، حذف فنل تا غلظت ppm 1000 امكان‌پذير شد.

Background and purpose: Microbial fuel cell is one of the sustainable development technologies that can be used simultaneously for removal of many pollutants and generate electricity. The aim of this study was to determine the removal rate of high concentrations of phenol in a microbial fuel cell. Materials and methods: A dual chamber microbial fuel cell having Nafion proton exchange membrane and carbon cloth as anode and cathode was fabricated and operated in batch mode in incubator at 30°C for 12 weeks. Anode was put in anaerobic chamber containing minimum growth medium and phenol (50-1000ppm) was added as the sole carbon source. Phenol degrading bacterial seed that was supplied by wastewater treatment plant of Tehran Petroleum Refinery was adapted to phenol and used in anaerobic anode chamber. Cathode was put in aerobic chamber containing phosphate buffer. Concentration of remained phenol in different times was analyzed by HPLC method. Results: Maximum amount of phenol degradation occurred in the first 24h of each run. Phenol concentrations up to 800 ppm were completely removed during 96 h, but time to complete removal of 1000 ppm phenol was 120h. Conclusion: By using sludge from wastewater treatment plant of oil refinery adapted to phenol in a microbial fuel cell, it is possible to remove 1000 ppm phenol.