| المستخلص: |
في الآونة الأخيرة اعتبرت خلايا الوقود الميكروبية تقنية واعدة في مجال الطاقة المتجددة وذلك بتحويل المباشر للطاقة الكيميائية الحيوية إلى طاقة كهربائية. حيث تعتبر هذه التكنولوجيا الجديدة، صديقة للبيئة ولها كفاءة عالية لاستعادة الطاقة الحيوية وإزالة النفايات العضوية. لهذه الأسباب، جذبت هذه التكنولوجيا إهتماما كبيرا من قبل المجتمع العلمي. لقد استخدمت أنواع مختلفة من المواد في خلية الوقود كغذاء للبكتيريا. وأظهرت دراسات سابقة بان عصارة مرادم النفايات لها مستقبل واعدة كمادة غذائية للبكتيريا المستخدمة في خلايا الوقود الميكروبية. في هذه الدراسة؛ تم استخدام اثنين من الخلايا الوقود الميكروبة متطابقة من ذوات الغرف الواحدة والكاثود الملامس للهواء الخارجي (حجم الخلية الواحدة = ١٢٥٠ مل) مع فرش الكربون كقطب الأنود وقماش الكربون المغلفة بطبقة من البلاتين (Pt) كقطب الكاثود للتحقيق من الأداء الحيوي والكهربائي لعدة تركيزات مختلفة من خليطي العصارة من المردم ومياة الصرف الصحي. شغلت المفاعل لمدة 8 ساعات كوقت الاحتفاظ الهيدروليكي (HRT). تم تشغيل المفاعل في ضع مستمر بعد مرحلة تلقيح البكتيريا في الخلية باستخدام مياه الصرف الصحي الغير معالجة لمدة ٣٠ يوما. وقد بلغ طلب الأكسجين الكيميائي (COD) في مياه الصرف الصحي المستخدمة 376-593 ملغم/ل. أنتجت الخلية 161.9 ملي واط / م2 من كثافة الطاقة مع مقاومة داخلية ٣٦ أوم خلال فترة التلقيح، عندما كانت مياه الصرف الصحي المنزلية تستخدم كغذاء وحيد للبكتيريا. ثم تم تشغيل هذه الخلايا باستخدام خليطين بتراكيز مختلفة من العصارة ومياه الصرف الصحي كالتالي ١٠:١ و1: 5 (العصارة: مياه الصرف الصحي). حيث تحتوي الخلائط، ١:١٠ و ٥:١ (العصارة: مياه الصرف الصحي) على (COD) بتركيز من 2.588-4.008 ملغم/ل و4.286۔ ٦,٠٦٨ ملغم /ل على التوالي. تم استخدام كل من التركيزين كغذاء للباكتيريا لمدة ٥ أيام على التوالي خلال فترة تحسين الطاقة. لوحظ أن أقصى كثافة للطاقة عند استخدام الخليط 1: 5 (عصارة: مياه صرف الصحي) 1.031 ملي واط /م2 بالنسبة و11.1% من الكفاءة الكولومبية ومقاومة داخلية تساوي ٦ أوم. وبالنسبة للخليط ١٠:١ (عصارة: مياه صرف الصحي) وصلت كثافة الطاقة و الكفاءة الكولومبية إلى 775 ملي واط / م٢ و11.7% على التوالي وبنفس المقاومة الداخلية للتركيز 1: 5 زيادة نسبة من عصارة مرادم النفايات المنزلية مؤثرة في الخلية الوقود الميكروبية، حيث أظهرت تحسنا ملحوظا في استعادة الطاقة والكفاءة كولومبيك من استخدام مياه الصرف الصحي فقط. وقد تم إزالة المواد العضوية والأمونيوم بنسبة 28.2% و ٨,٢% (للخليط 1: 10) و 23.2% و4,7% (للخليط 1: 5) على التوالي. وأظهرت الدراسة أن الأداء الحيوي الكهروكيميائي للخلية الوقود المبكروبية إمكانات كبيرة لاستعادة الطاقة الكهربائية وإزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي والعصارة. كما هذه التكنولوجيا واعدة، وهذا النظام يحتاج الكثير من التحسن من حيث تصميم المفاعل، والمواد الموصلة للكهرباء.
|
