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

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی-بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

doi
10.22112/jwwse.2024.469397.1410
چکیده

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 72/0 گرم در لیتر در ساعت به‌دست آمد. در حالی‌که در پیل با کاتد جلبکی، بازده نمک‌زدایی 61% و حداکثر نرخ حذف نمک 41/0 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.