کاربرد پیل سوختی میکروبی دو محفظه‌ای با کاتد هوادهی شده برای تولید بیوالکتریسیته همزمان با تصفیه فاضلاب صنعتی

زمینه و هدف: پیل سوختی میکروبی (mfc)، یک فناوری نوین و امید بخش بود که با استفاده از توانایی کاتابولیکی میکروارگانیسم ها همزمان با حذف مواد آلی و سایر آلاینده های فاضلاب، انرژی زیستی تولید می کند. از موثرترین عامل بر عملکرد پیل سوختی میکروبی، الکترودها هستند. هدف از این مطالعه، بررسی عملکرد پیل سوختی میکروبی در حذف cod و تولید بیوانرژی از فاضلاب مصنوعی و فاضلاب واقعی نوشابه سازی است.روش بررسی: در این تحقیق پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای، با غشای نافیون و کاتد هوادهی شده با استفاده از دو الکترود از جنس نمد کربنی و گرافیت مسطح، توسط فاضلاب مصنوعی با غلظت cod mg/l 5000 و فاضلاب واقعی نوشابه سازی راه اندازی شد. راندمان حذف مواد آلی و حداکثر میزان ولتاژ، شدت توان و جریان تولیدی اندازه گیری و ارزیابی گردید. یافته‌ها: نتایج آزمایشات نشان داد، که حداکثر راندمان حذف cod آندی با فاضلاب مصنوعی، با الکترود نمد کربنی 92 درصد حاصل گردید. هم زمان با عمل تصفیه حداکثر ولتاژ، دانسیته توان و دانسیته جریان تولیدی به ترتیب mv 469، mw/m2 175/28 و ma/m2 855 مشاهده گردید. در راه اندازی راکتور mfc با فاضلاب واقعی نوشابه سازی، حداکثر میزان حذف مواد آلی، تولید ولتاژ، شدت جریان و شدت توان، به‌ترتیب 85 درصد و mv 460، lrm; ma/m2 lrm; 635، lrm; mw/m2 lrm; 91/6 کسب گردید.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد سیستم mfc، توانایی تصفیه فاضلاب نوشابه سازی همزمان با تولید بیوانرژی را دارد. مقایسه یافته ها بیانگر کارایی بالای پیل سوختی میکروبی با استفاده از فاضلاب مصنوعی در تولید بیوالکتریسیته و حذف مواد آلی نسبت به فاضلاب واقعی (نوشابه سازی) بوده، که دلیل آن وجود املاح و سایر آلاینده‌های مداخله‌گر در فاضلاب واقعی است.

Application of dual chamber microbial fuel cell with aeration cathode for bioelectricity generation and simultaneous industrial wastewater treatment

Background and Objective: Microbial fuel cell (MFC) is a new green technology that uses the catabolic ability of microorganisms to produce bioenergy while simultaneously removing organic matter and other wastewater contaminants. Electrode material is one of the factors affecting the performance of microbial fuel cells. The aim of this study was to investigate the performance of microbial fuel cells in COD removal and bioenergy production from synthetic and real beverage wastewater.Materials and Methods: In this research, a twochamber microbial fuel cell with Nafion membrane and aerated cathode was set up using two electrodes made of carbon felt and flat graphite after being contacted by synthetic wastewater with a concentration of COD 5000 mg/L and real beverage wastewater. Organic matter removal efficiency and voltage, power density and maximum current were determine.Results: Experimental results showed that maximum COD removal efficiency of 92 % was achieved in synthetic wastewater and with a carbon felts electrode. In this condition, maximum voltage, power density and output current density of 469 mV, 175.28 mW/m2, and 855 mA/m2, were obtained, respectively. However, by using real industrial wastewater (beverage), maximum removal efficiency of COD, voltage, power density and output current density, related to carbon felt electrodes lrm;were obtaines as 84 %, lrm;460 mV, 91/65 mW/m2, and 635 mA/m2, respectively.Conclusion: The findings showed that synthetic wastewater outperforms microbial fuel cells in terms of bioelectric production and organic matter removal as compared to real wastewater (beverage). The reason for the decrease in the cell performance might be the presence of solids and other confounding pollutants in real wastewater.