تصفیه فاضلاب همراه با تولید مستقیم جریان الکتریسیته

مقدمه و اهمیت موضوع: در جهان امروز با افزایش جمعیت و فرایندهای صنعتی، تولید فاضلاب و مصرف انرژی افزایش قابل توجهی یافته و از این رو تصفیه فاضلاب های شهری و صنعتی به یکی از مسائل مهم مورد بحث در جهان تبدیل شده است. از طرف دیگر با توجه به محدودیت مقدار سوخت های فسیلی از قبیل نفت و گاز و همچنین انتشار گازهای گلخانه ای و آلودگی ناشی از این سوخت ها، تامین انرژی از طریق انرژی های تجدیدپذیر نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در میان روش های نوین مطرح شده، پیل سوختی میکروبی(Microbial Fuel Cell ) می تواند روش مناسبی برای پاسخ به نیازهای فوق باشد. پیل سوختی میکروبی با بکارگیری میکروارگانیسم ها به عنوان کاتالیست های بیولوژیک، توانایی حذف آلودگی و تبدیل مستقیم انرژی ذخیره شده در مواد آلی به انرژی الکتریکی را دارا بوده و با طراحی های مختلفی نظیر پیل های تک محفظه ای، دومحفظه ای مورد استفاده قرار می گیرد.مواد و روشها: در این مطالعه به بررسی میزان حذف آلودگی (COD) و همچنین میزان انرژی الکتریکی تولید شده با معیارهای بازده کولنی و چگالی توان پیل سوختی پرداخته شده است. برای این منظور از یک پیل سوختی دومحفظه ای با استفاده از فاضلاب سنتزی با میزان آلودگی های مختلف و استات به عنوان الکترون دهنده، در بچ های متوالی استفاده شده است.نتایج و بحث: با استفاده از خوراک های با غلظت های متفاوت ( mg COD/l 1000 – 400) میزان حذف آلودگی به طور متوسط 90% مشاهده شد و همچنین میزان متوسط بازده کولنی و بیشترین چگالی توان به ترتیب 18% و mW/m2 480 به دست آمد. کم بودن بازده کولنی را می توان با در نظر گرفتن مصرف COD برای رشد بیومس، ورود اکسیژن به محفظه آند و تولید متان توسط باکتری های متان زا توضیح داد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج بدست آمده، پیل سوختی میکروبی روشی مناسب جهت تصفیه فاضلاب های شهری، صنعتی و آب های آلوده به شمار می آید و در کنار آن تولید انرژی به عنوان محصول جانبی با ارزش یکی از ویژگی های این فناوری محسوب می شود. اما برای دستیابی به بازدهی بالاتر در زمینه تولید جریان الکتریسیته بررسی های بیشتری مورد نیاز است.

کلیدواژه ها:

تصفیه فاضلاب ، پیل سوختی میکروبی ، تولید جریان الکتریسیته