بررسی حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین از فاضلاب و تولید الکتریسیته در سیستم الکتروفنتون میکروبی در شرایط مختلف مدار الکتریکی

سابقه و هدف: سیستم الکتروفنتون میکروبی به‌عنوان یک تکنولوژی نوین، برای حذف آلاینده‌های آلیِ مقاوم همراه با تولید انرژی الکتریکی تجدیدپذیر از طریق فعالیت میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی، می‌تواند به کار گرفته شود. بر این اساس در مطالعه حاضر، عملکرد این فرآیند برای تصفیه فاضلاب مصنوعی حاوی آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین و تولید الکتریسیته در شرایط مختلف مدار الکتریکی مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی، راکتور الکتروفنتون میکروبیِ دو محفظه‌ایِ مجهز به الکترودهای آندی و کاتدی از جنس کربن فلت و غشای نافیون، همراه با 2000 میلی‌گرم در لیتر سوبسترا و لجن بی‌هوازی به‌عنوان ماده تلقیحی در محفظه آند و غلظت 10 میلی‌گرم در لیتر تتراسایکلین در محفظه کاتد در شرایط مدار باز، بسته و کوتاه مورد بهره‌برداری قرار گرفت. در طول راهبری راکتور، تاثیر نوع مدار الکتریکی بر راندمان حذف تتراسایکلین و تولید انرژی الکتریکی بررسی شد.یافته‌ها: سیستم الکتروفنتون میکروبی در شرایط مدار کوتاه، به دلیل بهبود تولید چگالی جریان، در حذف تتراسایکلین کارایی بیش‌تری دارد. شایان ذکر است که در شرایط مدار کوتاه، ولتاژ mv260 و دانسیته توان mw/m293/13 در دانسیته جریان ma/m2 695 حاصل شد.استنتاج: نتایج این مطالعه نشان داد که سیستم الکتروفنتون میکروبی می‌تواند به‌عنوان یک روش مناسب برای حذف انواع آلاینده‌های دارویی از فاضلاب توام با تولید انرژی تجدیدپذیر و پاک در مدار الکتریکی باز، بسته و کوتاه مورد استفاده قرار گیرد.

Tetracycline Removal from Wastewater and Electricity Generation in Microbial Electro-Fenton System in Different Electrical Circuit Conditions

Background and purpose: Microbial electroFenton system as a novel technology can be employed in removal of resistant organic pollutants along with generation of renewable electrical energy through the activity of anaerobic microorganisms. This study aimed at investigating the performance of this process in treatment of synthetic wastewater containing tetracycline and generation of electricity in different electrical circuit conditions.Materials and methods: In this experimental study, a twochambered microbial electroFenton reactor equipped with anodic and cathodic carbon felt electrodes and Nafion membrane, along with 2000 mg/L substrate and anaerobic sludge as inoculum in anodic chamber and 10 mg/L tetracycline in cathodic chamber was used in open, closed, and short circuit conditions. The effect of electrical circuit type on the removal efficiency of tetracycline and generation of electrical energy was investigated during the operation of the reactor.Results: Microbial electroFenton system was found to be more efficient in removal of tetracycline in short circuit condition due to improved generation of current density. In this study, 260 mV and 93.13 mW/m2 in current density of 695 mA/m2 were obtained in short circuit conditions.Conclusion: The study showed that the microbial electroFenton system can be utilized as a suitable method in removal of various pharmaceutical contaminants from wastewater while producing renewable and clean energy in open, closed, and short electrical circuits.