بررسی مکانیزم مهاجرت الکتریکی فلز سنگین از رسوبات دریایی با استفاده از پیل میکروبی پاکسازی رسوب

یکی از روش های پاک‌سازی خاک و رسوبات آلوده دریا به فلزات سنگین استفاده از روش الکتروکینتیک (electrokinetic) می باشد که در آن با اعمال میدان الکتریکی ضعیف به کمک منبع تغذیه خارجی آلاینده ها با مکانیزم های مختلف به ویژه مهاجرت الکتریکی از محیط خاکی جداسازی می شوند اما به دلیل هزینه های تامین جریان الکتریسیته چندان مقرون به صرفه نیست. از طرفی یکی از راه های تولید جریان الکتریکی استفاده از پیل های سوختی میکروبی است که در آن باکتری ها با حذف مواد آلی، الکترون آزاد می کنند. بنابراین در این تحقیق جهت تولید میدان الکتریکی سبز، از فرآیند پیل سوختی میکروبی با سه الکترود مختلف در آند و ترکیب با گرانول کربن فعال استفاده شد تا میزان حذف فلز سنگین کروم 6 ظرفیتی از رسوبات دریایی براساس مکانیزم مهاجرت الکتریکی مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان می دهد میزان توان الکتریکی تولیدی به صورت قابل‌توجهی وابسته به نوع الکترود آند بوده و بیش ترین میزان چگالی توان در حالت استفاده از الکترود ترکیبی گرافیت با گرانول کربن فعال به دلیل ایجاد شرایط بستر مناسب تر برای چسبیدن باکتری ها و همچنین نرخ بالاتر انتقال الکترون به الکترود و تغذیه محفظه آند با فاضلاب واقعی 0.02±10 وات بر مترمکعب مشاهده گردید. در این شرایط بیش ترین میزان حذف کروم حدود 64 تا 73 درصد به ترتیب در ناحیه کاتد و آند حاصل گردید. به طور کلی می توان نتیجه گرفت استفاده از کربن فعال زیستی می تواند ضمن ارتقای توان تولیدی پیل سوختی میکروبی عملکرد مناسبی در پاک‌سازی رسوبات آلوده دریایی به فلزات سنگین داشته باشد.

evaluation of electromigration mechanism of heavy metal from marine sediments by microbial electrokinetic cell

electrokinetic remediation is one of the methods for cleaning of soil and sediments (rozas and castellote, 2012). in this case, by applying a weak electric field using the external power supply, the pollutants are separated from the soil or sediment by various mechanisms, especially electrical migration. but due to the cost of supplying electricity, it is not affordable (acar et al., 1995). on the other hand, in the microbial fuel cells, bacteria release electrons by consuming organic matter and producing electric current. therefore, in this study, microbial fuel cells process with three different electrodes at the anode and combination with granular activated carbon was used to produce green weak electric field. based on the electrical migration mechanism, the removal rate of hexavalent chromium from marine sediments was evaluated by combining three physical, chemical and biological processes.