کاربرد پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای با کاتد هوادهی شده برای تولید بیوالکتریسیته همزمان با تصفیه فاضلاب صنعتی

زمینه و هدف: پیل سوختی میکروبی (MFC)، یک فناوری نوین و امید بخش بود که با استفاده از توانایی کاتابولیکی میکروارگانیسم­ها همزمان با حذف مواد آلی و سایر آلاینده­های فاضلاب، انرژی زیستی تولید می­کند. از موثرترین عامل بر عملکرد پیل سوختی میکروبی، الکترودها هستند. هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد پیل سوختی میکروبی در حذف COD و تولید بیوانرژی از فاضلاب مصنوعی و فاضلاب واقعی نوشابه سازی است. روش بررسی: در این تحقیق پیل سوختی میکروبی دو محفظه­ ای، با غشای نافیون و کاتد هوادهی شده با استفاده از دو الکترود از جنس نمد کربنی و گرافیت مسطح، توسط فاضلاب مصنوعی با غلظت COD mg/L ۵۰۰۰ و فاضلاب واقعی نوشابه سازی راه اندازی شد. راندمان حذف مواد آلی و حداکثر میزان ولتاژ، شدت توان و جریان تولیدی اندازه­ گیری و ارزیابی گردید. یافته ها: نتایج آزمایشات نشان داد، که حداکثر راندمان حذف COD آندی با فاضلاب مصنوعی، با الکترود نمد کربنی ۹۲ درصد حاصل گردید. هم زمان با عمل تصفیه حداکثر ولتاژ، دانسیته توان و دانسیته جریان تولیدی به ترتیب mV ۴۶۹، mW/m۲  ۱۷۵/۲۸ و mA/m۲ ۸۵۵ مشاهده گردید. در راه ­اندازی راکتور MFC با فاضلاب واقعی نوشابه سازی، حداکثر میزان حذف مواد آلی، تولید ولتاژ، شدت جریان و شدت توان، به ترتیب ۸۵ درصد و mV۴۶۰،‎  mA/m۲‎۶۳۵،‎ mW/m۲ ‎ ۹۱/۶ کسب گردید. نتیجه گیری: نتایج نشان داد سیستم MFC، توانایی تصفیه فاضلاب نوشابه سازی همزمان با تولید بیوانرژی را دارد. مقایسه یافته ­ها بیانگر کارایی بالای پیل سوختی میکروبی با استفاده از فاضلاب مصنوعی در تولید بیوالکتریسیته و حذف مواد آلی نسبت به فاضلاب واقعی (نوشابه سازی) بوده، که دلیل آن وجود املاح و سایر آلاینده های مداخله گر در فاضلاب واقعی است.

Keywords:

Beverage wastewater , Microbial fuel cell , Chemical oxygen demand removal , Bioenergy , Industrial wastewater treatment , فاضلاب نوشابه سازی , پیل سوختی میکروبی , حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی , بیوانرژی , تصفیه فاضلاب صنعتی