بررسی عملکرد پیل سوختی میکروبی در تصفیه فاضلاب حاوی رنگ آزو با استفاده از متاآنالیز

فاضلاب‌های رنگی که حاوی رنگ‌های آزو می‌باشند، منبع مهمی از آلودگی هستند و تخلیه آن‌ها بدون تصفیه، منجر به بروز مشکلات شدیدی می‌شود. پیل سوختی میکروبی راهکار جدیدی است که توانایی تصفیه فاضلاب و تولید الکتریسیته را به‌طور همزمان دارد و از نظر پیکربندی و شرایط عملیاتی، متغیر است. متاآنالیز تکنیکی آماری است که نتایج مطالعات علمی متعدد در مورد یک سوال را ترکیب می‌کند. در این مطالعه پیکربندی و شرایط بهره‌برداری مقالاتی که با استفاده از پیل سوختی میکروبی فاضلاب حاوی رنگ آزو را حذف کردند، طبق مقدار نرخ تصفیه حجمی و بازیابی انرژی نرمال شده بر اساس حجم عملیاتی و تغییرات غلظت رنگ، بررسی شد. عواملی مانند تعداد محفظه، شکل الکترود آند، نوع منبع (cod) و زمان ماند هیدرولیکی در نظر گرفته شد. حالت تک محفظه با توجه به فضای در دسترس بیشتر الکترولیت و عدم وجود غشاء تبادل پروتون، عملکرد بهتری نسبت به حالت دو محفظه از خود نشان داد. برخلاف گزارش‌های قبلی الکترودهای تخت نسبت به حالت برسی، برتری داشتند. گلوکز به دلیل تولید الکترون و یون‌های هیدروژن بیشتر در حین تجزیه سوبسترا، منبع (cod) بهتری نسبت به استات می‌باشد. از آنجایی که تجزیه 90 درصد رنگ در 24 ساعت ابتدایی رخ می‌دهد، زمان ماند هیدرولیکی در حالتی که کمتر یا مساوی 24 ساعت باشد، فرآیند عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد. همچنین، رابطه بین نرخ بارگذاری آلی حاصل از رنگ آزو و نرخ تصفیه حجمی بدست آمد که رابطه بین زمان ماند هیدرولیکی و تغییرات غلظت رنگ را شامل می‌شود. در انتها چارچوبی برای گزارش اطلاعات مورد نیاز برای بررسی دقیق‌تر پیل‌های سوختی میکروبی ارائه شد.

investigating the performance of microbial fuel cells in wastewater treatment containing azo dyes using meta-analysis

colored wastewater containing azo dyes is an important source of pollution and discharging it without treatment leads to severe problems. a microbial fuel cell is a new solution that treats wastewater and generates electricity simultaneously and is variable in terms of configuration and operating conditions. meta-analysis is a statistical technique that combines the results of multiple scientific studies on a question. in this study, the configuration and operating conditions were investigated according to the volumetric treatment rate and normalized energy recovery based on operating volume and dye concentration changes. factors such as the number of chambers, shape of the anode electrode, cod source, and hydraulic retention time were considered. the single-chamber mode showed better performance than the two-chamber mode due to the more available space of the electrolyte and the absence of the proton exchange membrane. contrary to previous reports, smooth electrodes were superior to the brush mode. glucose is a better cod source than acetate due to producing more electrons and hydrogen ions during substrate decomposition. since the decomposition of 90% of the dye occurs in the first 24 hours, the hydraulic retention time in a state that is less than or equal to 24 hours, the process shows better performance. also, the relation between the organic loading rate resulting from azo dye and the volumetric treatment rate was obtained, which includes the relationship between hydraulic retention time and changes in dye concentration. in the end, a framework for reporting information needed for a more detailed investigation of microbial fuel cells was presented.