Investigation of Campus Wastewater Treatment and Electricity Generation Potential in Microbial Fuel Cell

Year 2025, Volume: 2 Issue: 1, 1 - 4, 25.04.2025

Müzzeyen Soydan , Gizem Hazan Akçay

https://doi.org/10.5281/zenodo.15278177

Abstract

Population growth and the increasing energy demand as a result have focused researchers on alternative and renewable energy sources. In recent years, alternative energy technologies have attracted considerable attention in addition to renewable energy sources such as solar, wind, biomass, and geothermal. One of these alternative energy technologies, microbial fuel cells (MFC), are systems that can perform both wastewater treatment and electricity generation. In the study, a microbial fuel cell was designed by evaluating plastic waste containers. Muş Alparslan University campus wastewater was used as a substrate in the reactor. As a result of the study, a maximum voltage value of 96.8 mV was measured. In addition, chemical oxygen demand (COD) analysis was performed to determine the pollution removal of wastewater and 36.8% removal efficiency was obtained. As a result of the study, it can be stated that a pilot-scale MFC system that will meet the campus electricity can be developed by making various improvements in the laboratory-scale MFC system and the supply of domestic wastewater.

Keywords

voltage , domestic wastewater , microbial fuel cell

Project Number

TÜBİTAK 2209-A "SIFIR ATIK PROJESİ IŞIĞINDA KAMPÜS ATIKSUYUNDAN ELEKTRİK ÜRETİMİ"

Mikrobiyal Yakıt Hücresi Reaktöründe Kampüs Atıksuyunun Arıtımı ve Elektrik Üretimi Potansiyelinin İncelenmesi

Abstract

Nüfus artışı ve buna bağlı olarak artan enerji talebi, araştırmacıları alternatif ve yenilenebilir enerji kaynakları üzerine yoğunlaştırmıştır. Son yıllarda; güneş, rüzgar, biyokütle, jeotermal gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının yanı sıra alternatif enerji teknolojileri de oldukça ilgi görmektedir. Bu alternatif enerji teknolojilerinden biri olan mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH), hem atıksu arıtımı hem de elektrik üretimi gerçekleştirebilen sistemlerdir. Yapılan çalışmada; plastik atık kaplar değerlendirilerek bir mikrobiyal yakıt hücresi tasarlanmıştır. Reaktörde substrat olarak Muş Alparslan Üniversitesi kampüs yerleşkesine ait atıksu kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda; maksimum 96,8 mV gerilim değeri ölçülmüştür. Ayrıca atıksuyun kirlilik gideriminin tespiti için kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) analizi yapılmış ve %36,8 giderim verimi elde edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda, laboratuvar ölçekli MYH sisteminde ve evsel atıksuyun temininde çeşitli iyileştirmeler yapılarak kampüs elektriğini karşılayacak pilot ölçekli bir MYH sistemi geliştirilebileceği ifade edilebilir.

Keywords

gerilim , evsel atıksu , mikrobiyal yakıt hücresi

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

TÜBİTAK 2209-A "SIFIR ATIK PROJESİ IŞIĞINDA KAMPÜS ATIKSUYUNDAN ELEKTRİK ÜRETİMİ"

References

• [1] Demir, Ö., Gümüş, E., “Mikrobiyal Yakıt Hücreleri ile Çamur Arıtımı ve Elektrik Üretimi”, Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt 1, Sayı 2, Sayfa 81-89, 2016.
• [2] Ieropoulos, I. A., Greenman, J., Melhuish, C., Hart, J., “Comparative study of three types of microbial fuel cell”, Enzyme and Microbial Technology, Volume 37 (2), Pages 238-245, 2005.
• [3] Oliveira, V. B., Simões, M., Melo, L. F., Pinto, A. M. F. R., “Overview on the developments of microbial fuel cells”, Biochemical Engineering Journal, Volume 73, Pages 53-64, 2013.
• [4] Rahimnejad, M., Adhami, A., Darvari, S., Zirepour, A., Oh, S. E., “Microbial fuel cell as new technology for bioelectricity generation: A review”, Alexandria Engineering Journal, Volume 54(3), Pages 745-756, 2015.
• [5] Atamert, B. H. “İki Bölmeli Mikrobiyal Yakıt Hücresi Kullanarak Karbon Giderimi ve Elektrik Üretimi”. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2011.
• [6] Dege, Y., Danış, Ü., “Mikrobiyal Yakıt Hücresi Teknolojisini Kullanarak Atıksu Arıtımı ve Biyoenerji Üretimi: Literatür Araştırması”, Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, Cilt 3, Sayı 3, Sayfa 128-140, 2020.
• [7] Slate, A. J., Whitehead, K. A., Brownson, D. A., Banks, C. E., “Microbial fuel cells: An overview of current technology”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 101, Pages 60-81, 2019.
• [8] Kurniawan, T. A., Othman, M. H. D., Liang, X., Ayub, M., Goh, H. H., Kusworo, T. D., Mohyuddin, A., Chew, K. W., “Microbial fuel cells (MFC): a potential game-changer in renewable energy development”, Sustainability, Volume 14(24), Pages 16847, 2022.