بررسي عملكرد راكتور پيل سوخت ميكروبي در تصفيه فاضلاب همزمان با توليد انرژي الكتريسيته

Survey of performance microbial fuel cell for wastewater treatment and electricity generation

زمينه و هدف: پيل سوخت ميكروبي كه يك سيستم بيوالكتروشيميايي است، به عنوان روشي نوين در تصفيه فاضلاب همزمان با توليد الكتريسيته مي باشد. در اين راكتور انرژي شيميايي ذخيره شده در مواد آلي از طريق فعاليت متابوليكي ميكروارگانيسم ها به الكتريسيته تبديل مي شود. مواد و روش كار: در اين مطالعه پيل سوخت ميكروبي دو محفظه‌اي با جريان پيوسته به مدت 720 ساعت در دماي (?C4±)20 راهبري شد. ميزان بارگذاري آلي و زمان ماند هيدروليكي متغيرهاي موثر در راهبري راكتور پيل سوخت ميكروبي بودند. يافته ها: زمان ماند هيدروليكي بهينه براي دستيابي به بيشترين بازده حذف COD محلول در محدوده 5/1 و 5/2 ساعت بود. در اين محدوده زماني راندمان به 49% رسيد. مطالعه نشان داد كه تغييرات ميزان بارگذاري آلي تاثير بسزايي در ميزان بازده كلومبيك دارد، به گونه اي كه با افزايش ميزان بارگذاري آلي مقدار آن كاهش يافت و از 71% در كمترين ميزان بارگذاري آلي به 5/8 % در بيشترين بارگذاري رسيد. نتيجه گيري: با توجه به مزايايي از قبيل توليد مستقيم الكتريسيته از فاضلاب و حذف همزمان ميزان قابل‌توجهي از بار آلي فاضلاب، استفاده از پيل‌هاي سوخت ميكروبي در مقياس صنعتي پس از انجام مطالعات تكميلي و برآورد اقتصادي، جهت تصفيه فاضلاب توصيه مي‌گردد.

Background and objective: Microbial fuel cell (MFC) is a bio electrochemical system and a new method for wastewater treatment and electricity generation simultaneously. In this reactor chemical energy stored in organic materials convert to electricity through the metabolic activity of the microorganisms. Material & Methods: In a pilot study, two chambers MFC operated in continuous mode during 720 hours at 20±4?C. Organic loading rate and hydraulic retention time (HRT) were effective variables for operation of reactor. Results: Optimized HRT to achieve the maximum removal efficiency obtained 1.5 and 2.5 hours and reached to 49%. Results showed that Columbic efficiency affected by organic loading rate (OLR) and by increasing it, CE reduced from 71% to 8%. Conclusion: By considering, advantages such as production electricity directly and wastewater treatment simultaneously, it is recommended after further complementary studies and economical assessment, MFC could be used for wastewater treatment in industrial level.