عنوان پایان‌نامه
تصفیه همزمان فاضلاب و تولید جریان الکتریکی با کمک فناوری نوین پیل های نمک زدایی میکروبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آب وفاضلاب
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1297;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68777
- تاریخ دفاع
- ۲۵ خرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهدی اسدی قالهری
- استاد راهنما
- غلامرضا نبی بیدهندی, ناصر مهردادی
- چکیده
- پیل های نمک زدای میکروبی فناوری های نوینی هستند که در آنها سه فرایند تصفیه فاضلاب، نمک زدایی از آب شور و تولید جریان الکتریسیته به صورت همزمان انجام می گردد. در این مطالعه جریان الکتریکی تولیدی توسط دو راکتور پیل نمک زدای میکروبی با کاتد هوایی و پیل سوخت میکروبی با کاتد هوایی با استفاده از مدل نقطه تغییر با یکدیگر مقایسه شده و تغییرات صورت گرفته در محفظه های هر دو راکتور مورد بررسی قرار گرفت. آند از جنس گرافیت مسطح و کاتد هوایی از نوع پارچه کربنی تفلونایز شده با پوشش پلاتین به میزان 5/0 میلی گرم بر سانتیمتر مربع بود. بهره برداری از هر دو راکتور در شرایط ناپیوسته و در مقاومت خارجی 1000 اهم و در دمای 2±25 درجه سانتیگراد با استفاده از فاضلاب مصنوعی و شهری به صورت جداگانه انجام گرفت. طی چندین مرحله بهره برداری با فاضلاب مصنوعی استات سدیم، مدت زمان تولید ولتاژ در ظرفیت بافری 50 میلی مول در هر دو راکتور بیشتر از ظرفیت بافری 25 میلی مول بود. همچنین مدت زمان تولید ولتاژ با استفاده از فاضلاب شهری به علت دارا بودن ظرفیت بافری پائینتر از فاضلاب مصنوعی کمتر بود. علیرغم اینکه مدت زمان تولید ولتاژ حداکثر در ACMFC بیشتر از ACMDC بود اما متوسط حداکثر ولتاژ تولیدی در راکتور ACMDC به علت وجود نیروهای پتانسیل اتصال، اسمز و غیره بیشتر از راکتور ACMFC بود. همچنین کل توان تولیدی توسط راکتور ACMFC به علت مدت زمان بیشتر در تولید توان، بالاتر از راکتور ACMDC بود. در بهره برداری از راکتورها با استفاده از فاضلاب شهری ولتاژ تولیدی نوسانات زیادی داشت که ناشی از وجودگیرنده های الکترون مثل نیترات، سولفات و غیره در فاضلاب شهری بود. همچنین نتایج خروجی از مدل نقطه تغییر پایداری بیشتری را در تولید حداکثر ولتاژ توسط دستگاه ACMFC نشان داد. کارایی راکتور ACMFC در کاهش COD فاضلاب و بازده کولمبیک بیشتر از راکتور ACMDC در شرایط مشابه بود. این مسئله ناشی از ورود یون های کلرور موجود در آب شور و ترکیب با یون های سدیم ناشی از تجزیه استات سدیم بود که شوری فاضلاب را افزایش داده و به عنوان یک عامل محدود کننده برای فعالیت باکتریها به حساب می آمد. همچنین در هر دو راکتور بازده کولمبیک در بهره برداری با فاضلاب مصنوعی از فاضلاب شهری بیشتر بود. علت این امر نیز وجود گیرنده های مختلف الکترون در فاضلاب شهری بود که الکترون های تولید شده را قبل از رسیدن به الکترود جذب می کرد. همچنین با بهره برداری از راکتور ACMDC در حدود نیمی از EC آب شور( 35 گرم درلیتر نمک) موجود در محفظه میانی بدون نیاز به انرژی الکتریکی کاهش یافت. بنابراین بنظر می رسد که این سیستم بتواند روش مناسبی برای پیش تصفیه آب شور ورودی به دستگاه اسمز معکوس بوده و علاوه بر عدم نیاز به انرژی قسمتی از انرژی مورد نیاز فرایند اسمز معکوس را نیز تامین کند.
