Investigation of the Performance of a Novel Three Chambered Circular Microbial Desalination Cell for Acid-Base Recovery
| العنوان بلغة أخرى: |
مشروع بحثي حول دراسة أداء خلية ميكروبية كهروكيميائية مبتكرة لتحلية المياه من خلال معالجة المياه العادمة المتزامن مع إنتاج مواد كيميائية "أحماض وقواعد" وإنتاج الطاقة الكهربائية |
|---|---|
| المؤلف الرئيسي: | Al-Hinai, Azhaar Juma Hamdan (Author) |
| مؤلفين آخرين: | Al-Mamun, Abdullah (Advisor), Arunachalam, Ramanathan (Advisor) |
| التاريخ الميلادي: |
2021
|
| موقع: | مسقط |
| الصفحات: | 1 - 52 |
| رقم MD: | 1175195 |
| نوع المحتوى: | رسائل جامعية |
| اللغة: | الإنجليزية |
| الدرجة العلمية: | رسالة ماجستير |
| الجامعة: | جامعة السلطان قابوس |
| الكلية: | كلية الهندسة |
| الدولة: | عمان |
| قواعد المعلومات: | Dissertations |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
عدد مرات التحميل
15
| المستخلص: |
تعتبر خلية التحلية الميكروبية (MDC) تقنية صديقة للبيئة لتحلية المياه حيث يتم استخدام الملوثات العضوية المتواجدة في مياه الصرف الصحي كمصدر للطاقة لتحفيز عملية تحلية المياه. خلية التحلية الميكروبية وإنتاج المواد الكيميائية (MDCC) هي جهاز جديد تم تعديله من خلية ميكروبية عادية، يقوم بعدة مهام متزامنة وهي تحلية المياه المالحة، معالجة المياه العادمة، إنتاج الكهرباء، وإنتاج الأحماض والقواعد الكيميائية. ومع ذلك هناك العديد من العوامل التي تؤثر على أداء هذه الخلية وتطويرها، على سبيل المثال التغير في معدل الحموضة بسبب عدم توازن الرقم الهيدروجيني، وتراكم الأيونات على أسطح أغشية نقل الأيونات. أيضًا قد يؤدي إضافة غرفة إنتاج المواد الكيميائية وغشاء ثنائي القطب (BPM) إلى زيادة المقاومة الداخلية بالجهاز (Rint). أثبت هذا البحث قدرة هذه الخلية الميكروبية الكهروكيميائية المبتكرة (TC-MDCC) ذات التصميم الدائري المصمم من ثلاث غرف على إنتاج مواد كيميائية بدون استخدام أي مصدر خارجي للطاقة. حيث أنه يهدف إلى: 1- دراسة قدرة الخلية على إنتاج المواد الكيميائية بالتوليد الذاتي للتيار الكهربائي، وأيضا باستخدام مصدر خارجي للطاقة بفحص تركيزين مختلفين من ملح كلوريد الصوديوم ) 35 جم / لتر و 10 جم/ لتر). 2- دراسة تأثير الغشاء ثنائي القطب (BPM) وتركيز ملح كلوريد الصوديوم على المقاومة الداخلية للخلية. 3- مقارنة أداء الخلية المبتكرة بأداء خلية تحلية ميكروبية عادية لها نفس التصميم وينعدم بها الغشاء الثنائي القطب وغرفة إنتاج المواد الكيميائية. أظهرت النتائج أنه عند فحص الخلية بدون استخدام أي مصدر خارجي للطاقة تلاحظ زيادة في توليد التيار الكهربائي من 1.94 مللي أمبير إلى 3.3 مللي أمبير عندما تمت زيادة تركيز الملح (هيدروكسيد الصوديوم) المراد تحليته من 10 إلى 35 جم ملح/ لتر بسبب قدرة الملح ذو التركيز العالي على توصيل التيار الكهربائي لقدرته العالية على التأين، وبالتالي انخفضت المقاومة الداخلية من 300 إلى 270 أوم، وهي أعلى بكثير من مقاومة الخلية العادية (85 أوم لتركيز 10 جم ملح/ لتر، 75 أوم لتركيز 35 جم ملح/ لتر). أيضا تلاحظ ثبات في الرقم الهيدروجيني للخلية بغرفة معالجة المياه والذي بدوره ساهم بشكل كبير على تحفيز نشاط الكائنات الميكروبية في غرفة القطب السالب للخلية (الأنود) وقدرتها على التحليل البيولوجي. عند فحص أداء الخلية باستخدام محلول 10 جم ملح/ لتر بدون استخدام أية مصدر خارجي للطاقة فقد تلاحظ انخفاض الرقم الهيدروجيني لغرفة إنتاج حمض الهيدروكلوريك إلى 3.029 وزاد الرقم الهيدروجيني لغرفة إنتاج هيدروكسيد الصوديوم إلى 8.96 والذي يعتبر مؤشر لقدرة الخلية على إنتاج المواد الكيميائية من أحماض وقواعد، بالمقابل عند فحص الخلية باستخدام المحلول الأقوى تركيزا تلاحظ تغير أكبر في الرقم الهيدروجيني والذي بلغ 2.79 في غرفة إنتاج الحمض و 9.41 في غرفة إنتاج هيدروكسيد الصوديوم، حيث بلغ أعلى معدل كفاءة أداء الخلية لتحلية المياه 51% عند فحص الخلية باستخدام مصدر خارجي للطاقة من 0.3 إلى 1.0 فولت، تم تحقيق معدل تحلية 27 - 57 % خلال 24 ساعة باستخدام 35 جم ملح/ لتر مع الإنتاج المتزامن للحمض والقاعدة بأعلى معدلات إنتاج بلغت 1.35 ملجم حمض الهيدروكلوريك/ ساعة و 65.4 ملجم هيدروكسيد الصوديوم / ساعة باستخدام 1.0 فولت. وبالتالي أظهرت هذه النتائج دليلا على قدرة هذه الخلية الميكروبية ثلاثية الغرف على إنتاج حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم باستخدام مصدر طاقة متجدد والذي يمكن تعزيزه لاحقا من خلال دمجه مع خلية وقود ميكروبية كمصدر مستدام للطاقة. |
|---|
عناصر مشابهة
-
Investigating the Performance of a Novel Quadruple Microbial Desalination Cell for Petrochemical Produced Water Desalination
بواسطة: Al-Hinai, Aziza Nasser Hamed منشور: (2020) -
Simulating the Desalination Performance of a Three-Chamber Microbial Desalination Cell
بواسطة: Al Shidi, Abir Mohammed Saif منشور: (2023) -
Investigating Cathode Limitations and its Mitigation Using Electro-Catalyst in Microbial Desalination Cell
بواسطة: الرحمن، صادق منشور: (2023) -
Characterizing ions transport in Microbial Desalination Cell and its effect on electricity recovery and waste removal
بواسطة: Alhimali, Halima Khalifa منشور: (2018) -
Application of Artificial Intelligence on Modeling and Validation of Microbial Desalination Cells for Chemical Recovery
بواسطة: Al-Mamari, Khoula Nasser Suliman منشور: (2022)
