حذف فنل و تولید الکتریسیته درپیل سوختی میکروبی با استفاده از بذر میکروبی فاضلاب پالایشگاه نفت

هدف از این تحقیق تعیین میزان حذف فنل (phenol) و تولید الکتریسیته در پیل سوختی میکروبی با استفاده از بذر میکروبی فاضلاب پالایشگاه نفت بود. یک پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای مجهز به غشاء تباد گر پروتون نفیونی (nafion proton exchange membrane) و آند و کاتد از جنس پارچه کربنی در انکوباتور (incubator) دمای 30 درجه سانتی گراد به مدت 12 هفته به صورت جریان منقطع در دو حالت مدار باز و بسته مورد بهره برداری قرار گرفت. محفظه بی هوازی آند حاوی فنل و همچنین ترکیبات معدنی موردنیاز رشد باکتری بود. فاضلاب پالایشگاه نفت تهران مخلوط شده با محیط کشت به محفظه آند اضافه شد. محفظه کاتد به صورت هوازی حاوی بافر فسفات بود. با افزودن فنل در محدوده 50 تا 1000 میلی گرم بر لیتر به محفظه آند میزان حذف فنل و برق تولیدی اندازه گیری شد. فنل به وسیله دستگاه hplc و برق تولیدی به وسیله ولت سنج مجهز به ذخیره کننده داده ها اندازه گیری شد. در همه غلظت های مورد آزمایش فنل حداکثر طی 96 ساعت به طور کامل تجزیه می شد. حداکثر حذف فنل و برق تولیدی طی 24 ساعت اولیه هر مرحله از آزمایش مشاهده می شد. سرعت تجزیه فنل در سیستم مدار بسته نسبت به مدار باز بیشتر بود. ماکزیمم ولتاژ و توان تولیدی به ترتیب mv 425 و  𝑚 ^2𝑤𝑚 36/86 به دست آمد. بازده کولمبیک (columbic efficiency) پیل ساخته‌شده 5.3% و حداکثر میزان حذف اکسیژن موردنیاز شیمیائی، cod (chemical oxygen demand)، 95 درصد بود. با استفاده از مخلوط باکتریائی پالایشگاه نفت در پیل سوختی میکروبی می توان غلظت های بالا از فنل را حذف و الکتریسیته تولید نمود.

removal of phenol and electricity generation in microbial fuel cell by using microbial seeds from wastewater of oil refinery

microbial fuel cells are an emerging technology that can convert biochemical energy into electrical energy. the driving force in these cells is the result of oxidation-reduction reactions of an organic substance in which microorganisms are used as biocatalysts. in these cells, the bacteria convert the biodegradable organic matter into electrical energy that is biodegradable. this can both treat wastewater and generate electricity. the main components of a microbial fuel cell are the anode, cathode, proton exchange membrane (pem) and an electrical circuit. the bacterial population around the anode consumes the organic substrate as food and produces electrons and protons. electrons are absorbed through the electron transfer chain at the anode surface and transferred to the cathode by an external electrical circuit, resulting in a measurable electric current.  the anode part is anaerobic and the cathode part is aerobic (logan et al. 2006). in the effluents of oil refineries and petrochemicals, there is phenol and its derivatives that cause environmental pollution. on the other hand, in the wastewater treatment system of these industries, there are natural bacteria that cause the biological decomposition of phenolic compounds (luo et al. 2009). according to the literature, research has been done to remove phenol in the microbial fuel cell, but none of them used the microbial seeds of a refinery wastewater treatment plant. by conducting this research, using this type of microbial seed, the decomposition of phenol and electricity produced in the microbial fuel cell was investigated. the purpose of this study was to determine the rate of decomposition of phenol and electricity produced in microbial fuel cells using microbial seeds obtained from wastewater treatment plants of oil refineries.