العنوان بلغة أخرى: |
وصف انتقال الأيونات في خلية التحلية الميكروبية وتأثيرها على انتاج الكهرباء ومعالجة مياه الصرف الصحي |
---|---|
المؤلف الرئيسي: | Alhimali, Halima Khalifa (Author) |
مؤلفين آخرين: | Al Mamun, Abdullah (Advisor) |
التاريخ الميلادي: |
2018
|
موقع: | مسقط |
الصفحات: | 1 - 91 |
رقم MD: | 947978 |
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: |
المستخلص: |
إن التوسع الحضري السريع والنمو الاقتصادي في جميع أنحاء العالم يخلق طلبا أعلى على المياه العذبة والطاقة. إن كل من إمدادات المياه والطاقة مكلفة وغير مستدامة بسبب الاستخدام المفرط والتقنية الغير كافيه. تحلية مياه البحر هي واحدة من أكبر الموردين للمياه العذبة في مناطق ندرة المياه. ومع ذلك، فإن جميع تكنولوجيات تحلية المياه التي تم تطويرها مؤخرا (التناضح العكسي، التقطير الحراري، التحلية الحرارية، إلخ) هي طاقة مكلفة بسبب احتياجها للضغط العالي جدا أو حرارة البخار. ولهذا السبب، هناك حاجة إلى تكنولوجيا لتحلية المياه أكثر فعالية من حيث التكلفة ومستدامة وصديقة للبيئة. تعتبر خلية التحلية الميكروبية (MDC) طريقة صديقة للبيئة يمكن اعتبارها بديلا فعالا من حيث التكلفة لطرق التحلية المتوفرة حاليا. MDC هي تقنية جديدة لإنتاج الكهرباء بواسطة البيوفيلم البكتيري على الأنود. مثل هذه الأغشية الحيوية البكتيرية مؤكسدة للأشياء العضوية كغذاء ولإنتاج الإلكترونات والبروتونات (+H). أدى هذا إلى إنتاج الكهرباء والخلايا المحتملة بهجرة أيونات الملح من غرفة التحلية. نظرا لمحدودية المعلومات المتاحة لاستخدام مياه البحر، أجريت هذه الدراسة للتحقيق في آليات ومعدلات نقل الأيونات باستخدام مياه البحر لتحسين كفاءة التحلية للتطبيقات الحقيقية. في هذه الدراسة تم تطبيق ثلاثة حلول مختلفة من الأملاح بنفس التوصيل الكهربائي وقدره 55.4 (EC) مللي/ سم (مطابق مع EC مياه البحر)، المحاليل المستخدمة هي كلوريد الصوديوم، مياه البحر الاصطناعي، ومياه البحر الحقيقي في غرفة تحلية MDC-1، MDC-2، MDC-3، على التوالي لفحص معدل نقل الأيونات وسلوك النقل. أظهرت النتائج كفاءة عالية للغاية لإزالة الملوحة لجميع ال MDC مع 79.1% في MDC-1و72.4% في MDC-2 و75.1% في MDC-3. هذه النتائج تشير إلى ملاءمة هذه المفاعلات لتحلية مياه البحر الحقيقية مع قيمة EC عالية. كما أظهرت النتائج أن إزالة أيونات الكلورين كانت أعلى في MDC-1 (84.4%) وMDC-3 (84.4%) مقارنة بما كان عليه في MDC-2 (81.4%). في حين أن إزالة الصوديوم وصلت إلى 90.6% في MDC-1، و88.8% في MDC-2 و85.1% في MDC-3. وأظهرت الكاتيونات الأخرى مثل Mg 2+ وCa 2+ إزالة أسرع قليلا في MDC-2 (تحتوي على مياه البحر الاصطناعي) من MDC-3 (تحتوي على مياه البحر الحقيقي) مع كمية إزالة 95.5% Ca 2+ 87.0% Mg 2+ في MDC-2 و85.7% Ca 2+، 78.8% Mg 2+ في MDC-3 خلال 10 أيام من فترة التشغيل. أظهر توازن الكتلة من الأيونات المنقولة أن كمية أقل من أيونات Mg 2+، Ca 2+ قد تم استردادها في catholyte بسبب ميلها إلى التعجيل على CEM. ومع ذلك، فإن كمية عالية من أيونات K+ تنتشر من كاثوليت إلى غرفة التحلية بسبب تدرجات تركيز عالية بين هاتين الغرفتين. تتطلب الدراسة إلى دراسات إضافية التعرف على أفضل تركيبة محاليل ممكن استخدامه الكاثوليت والمحلول لإزالة التبلور pH في غرفة الأنود و K+الانتشار من كاثوليت إلى غرفة التحلية. ومع ذلك، فإن MDC الذي تم تطويره حديثا والنتائج الواعدة لإزالة الملح تعتبر مهمة جدا لتطبيق جدوى تقنية المعالجة المتزامنة لمياه الصرف المنزلية في غرفة الأنود وإزالة ملوحة مياه البحر في غرفة الكاثود إلى جانب إنتاج الطاقة الكهربائية. |
---|