بررسي توليد انرژي الكتريسيته از تصفيه فاضلاب سنتتيك در پيل سوخت ميكروبي

Electricity Generation from Synthetic Wastewater Treatment in Microbial Fuel Cell

زمينه و هدف: از پيل‌‌ سوخت ميكروبي (MFC)، به‌عنوان روشي نوين جهت توليد همزمان الكتريسيته و تصفيه فاضلاب استفاده مي‌شود. در MFC ميكروارگانيسم‌ها به‌‌صورت يك كاتاليست عمل مي‌كنند تا انرژي شيميايي ذخيره‌شده در مواد آلي را به‌طور مستقيم به انرژي الكتريكي تبديل كنند. اين مطالعه با هدف توليد انرژي الكتريسيته از تصفيه فاضلاب سنتتيك در پيل سوخت ميكروبي انجام شد. روش بررسي: پيل سوخت ميكروبي دو محفظه‌اي با جريان پيوسته به مدت h720 در دماي (°C4±) °C20 در ميزان‌هاي بارگذاري آلي و زمان‌‌هاي ماند هيدروليكي متفاوت راهبري شد. يافته‌ها: ميزان بارگذاري آلي و زمان ماند هيدروليكي فاكتورهاي اثرگذار در توليد توان الكتريكي و بازده حذف بار آلي شناخته شدند. بيشترين درصد حذف COD محلول در محدوده زماني 5/2- 5/1 ساعت به 49% رسيد كه اين محدوده زماني مي‌تواند به‌عنوان زمان ماند بهينه براي راهبري راكتور پيل سوخت ميكروبي مورد استفاده قرار گيرد. بيشينه ولتاژ و توان توليدي به ترتيب mV700 و mW/m21700 به دست آمد. نتيجه‌گيري: با توجه به مزايايي از قبيل توليد مستقيم الكتريسيته از فاضلاب و حذف قابل‌توجهي از بار آلي فاضلاب، استفاده از پيل‌هاي سوخت ميكروبي (MFC) در مقياس صنعتي پس از انجام مطالعات تكميلي و برآورد اقتصادي، جهت تصفيه فاضلاب توصيه مي‌گردد.

Background and Objectives: Microbial fuel cell (MFC) used for electricity generation and wastewater treatment, simultaneously. In MFC, microorganisms act as a catalyst to convert chemical energy stored in organic materials into electrical energy. This study was performed with the aim of electricity generation from synthetic wastewater treatment in microbial fuel cell. Methods: A dual chambered microbial fuel cell was operated in continuous flow for 720 hours at temperature 20±4?C at different organic loading rates and hydraulic retention times. Results: Organic loading rate and hydraulic retention time were effective factors for the power production and removal of organic loading rate. Maximum COD removal efficiency was observed as 49% for a period of 1.5 to 2.5 hours that this range of time can be used as optimum retention time for operation of microbial fuel cell reactor. Maximum voltage and power production were obtained 700 mV and 1700 mW/m2, respectively. Conclusion: Considering the advantages such as direct electricity generation from wastewater and considerable removal efficiency of organic loading rate, wastewater treatment in a microbial fuel cell, application of industrial scale microbial fuel cell for wastewater treatment is recommended after complementary studies and economic assessment.