ارزیابی عملکرد یک پیل نمک‌زدای میکروبی با کاتد زیستی برای نمک‌زدایی از آب شور

پیل‌های نمک‌زدایی میکروبی یک فناوری جدید و پایدار هستند که از فعالیت‌های متابولیکی ریزاندامگان‌ها برای تولید الکتریسیته، تصفیه فاضلاب و نمک‌زدایی آب دریا استفاده می‌کنند. این فناوری راه‌حلی امیدوارکننده برای رسیدگی به مسئله رو به رشد کمبود آب جهانی از طریق فرآیندی سازگار با محیط‎زیست ارائه می‎دهد. در این مطالعه، عملکرد یک پیل نمک‌زدایی میکروبی با دو کاتد زیستی، شامل لجن هوازی و ریزجلبک کلرلا ولگاریس که برای نمک‌زدایی آب شور مورد ارزیابی قرارگرفت. بیشترین بازده نمک‌زدایی در پیل با کاتد لجن هوازی به‎میزان 75% و با حداکثر نرخ حذف نمک 0.72 گرم در لیتر در ساعت به‌دست آمد. در حالی‌که در پیل با کاتد جلبکی، بازده نمک‌زدایی 61% و حداکثر نرخ حذف نمک 0.41 گرم در لیتر در ساعت ثبت شد. علاوه‎بر این، حداکثر چگالی توان برای پیل با ریزجلبک کلرلا ولگاریس و لجن هوازی به‎ترتیب برابر با 456 و 841 میلی وات بر مترمربع بود. حضور جامعه میکروبی متنوع و فعال متابولیکی در لجن هوازی که قابلیت احیای واکنش نهایی دریافت الکترون را دارند در اتاقک کاتد و روی سطح الکترود آن می‌توانند ظرفیت دریافت الکترون را در اتاقک کاتد به‎طور قابل‎توجهی افزایش دهند.

performance evaluation of a microbial desalination cell using bio-cathode for the treatment of saline water

microbial desalination cells (mdcs) represent a novel and sustainable technology that uses the metabolic activities of microorganisms for electricity generation, wastewater treatment, and seawater desalination. this technology provides a promising solution to the growing global water scarcity issue through an environmentally friendly process. in this study, the performance of a mdc with two types of bio-cathodes, activated sludge and microalgal chlorella vulgaris, was evaluated for the desalination of saline water. the highest desalination efficiency in the mdc with an aerobic sludge cathode was 75%, with a maximum salt removal rate of 0.72 g.l-1.h-1. in contrast, the mdc with an algal cathode achieved a desalination efficiency of 61%, with a maximum salt removal rate of 0.41 g.l-1.h-1. furthermore, the maximum power densities of 456 and 841 mw.m-2 were obtained for the mdc with chlorella vulgaris and activated sludge, respectively. the presence of a diverse and metabolically active microbial community within the activated sludge could significantly enhance the electron uptake capacity in the cathode chamber due to the higher ability to regenerate the final electron acceptor reaction.