Mikrobiyal Yakıt Hücreleri ile Çamur Arıtımı ve Elektrik Üretimi

Abstract

Enerji kaynağı olarak kullanılan fosil yakıtlar hem küresel ısınmanın hem de önemli çevresel problemlerin başlıca nedenidir. Enerji talebindeki artış, fosil yakıtların giderek tükenmesi, çevresel bilincin gelişmesi, araştırmacıları, yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarını bulmaya teşvik etmektedir. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, hidroelektrik enerji ve biyoyakıtlar (biyoetanol, biyodizel ve biyohidrojen vb.) başlıca yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. Son zamanlarda yakıt olarak organik maddeleri kullanabilen mikrobiyal yakıt hücresi (MYH) teknolojisi ortaya çıkmıştır. MYH, özellikle organik maddelerin parçalanmasından oluşan biyokimyasal enerjiyi, mikroorganizmaların katalitik reaksiyonları ile elektrik enerjisine dönüştürmektedir. Özellikle, evsel atıksu arıtma tesisleri çamurlarının organik içeriğinin fazla olması MYH’nin çamur arıtımı ile birlikte enerji üretimi amacıyla kullanımını gündeme getirmiştir. MYH ve atık çamur arıtımının birleşimi MYH alanındaki uygulamaları genişletecek ve aynı zamanda gelecekte çamur arıtma problemini çözecek bir avantaj sunmaktadır. Aynı zamanda, atıksu arıtma tesisinin işletim maliyetini dengeleyerek sürdürülebilir bir atıksu arıtımı vadetmektedir.

Bu çalışmada, çamur azaltımı ve elektrik üretimi amacıyla MYH’nin kullanıldığı çalışmalar araştırılmış ve sunulmuştur. Araştırmalar, MYH’nin bu alanda kullanılabilirliğini ortaya koymuştur. Ayrıca, bu çalışmalar, ultrases ve alkali arıtım gibi proseslerle ön arıtıma tabi tutulmuş çamurla beslenen MYH’de elektrik üretiminin arttığını göstermiştir. 

Keywords

• Mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH),atık çamur,elektrik üretimi,ultrases ön arıtım

References

1. [1] Gezginci, M. 2013. Mikrobiyal Yakıt Hücrelerinde Farklı Substrat Kaynaklarının Arıtma ve Yenilenebilir Enerji Üretimi Üzerine Etkileri. Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş, 48s.
2. [2] Oh S-E, Yoon, JY, Gurung A, Kim D-J, 2014. Evaluation Of Electricity Generation From Ultrasonic And Heat/Alkaline Pretreatment Of Different Sludge Types Using Microbial Fuel Cells. Bioresource Technology, 165:21–26.
3. [3] Yusoff M, Hu A, Feng C, Maeda T, Shirai Y, Hassan MA, Yu C-P, 2013. Influence Of Pretreated Activated Sludge For Electricity Generation In Microbial Fuel Cell Application. Bioresource Technology, 145:90–96.
4. [4] Nancharaiah Y, Venkata V, Mohan S, Lens PNL, 2015. Metals Removal And Recovery In Bioelectrochemical Systems: A Review. Bioreosuce Technology, 195:102-114.
5. [5] Taşkan E, 2013. Mikrobiyal Yakıt Hücrelerinde Farklı Kirleticilere Göre Elektrik Üretim Kapasitesi Ve Mikrobiyal Tür Değişiminin İncelenmesi. Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Elazığ, 271s.
6. [6] Jiang JQ, Zhao QL, Zhang JN, Zhang GD, Lee D J, 2009. Electricity Generation From Bio-Treatment Of Sewage Sludge With Microbial Fuel Cell. Bioresource Technology, 100:5808–5812.
7. [7] Wang Z, Mei X, Ma J, Wu Z, 2012. Recent Advances In Microbial Fuel Cells Integrated With Sludge Treatment. Chemical Engineering Technology, 35:1733–1743.
8. [8] Dentel SK, Strogen B, Chiu P, 2004. Direct generation of electricity from sludges and other liquid wastes. Water Sci. Technol, 50 (9):161–168.

9. [9] Jiang JQ, Zhao QL, Wang K, Wei LL, Zhang, GD, Zhang JN, 2010. Effect Of Ultrasonic And Alkaline Pretreatment On Sludge Degradation And Electricity Generation By Microbial Fuel Cell. Water Science And Technology, 61:2915–2921.
10. [10] Xiao B, Yang F, Liu J, 2013. Evaluation Of Electricity Production From Alkaline Pretreated Sludge Using Two-Chamber Microbial Fuel Cell. Journal Hazardous Material, 254– 255:57–63.
11. [11] Xiao B, Yang F, Liu J, 2011. Enhancing Simultaneous Electricity Production And Reduction Of Sewage Sludge In Two-Chamber Mfc By Aerobic Sludge Digestion And Sludge Pretreatments. Journal Hazardous Material, 189:444–449.
12. [12] Yilmaz E. 2011. Mikrobiyal Yakıt Hücrelerinde (MYH) Bulunan Aktif Türlerin Tespiti. Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 112s.
13. [13] Çallı B, Mertoğlu B, 2011. Organik Atıksu Arıtan Mikrobiyal Yakıt Pilleri İle Doğrudan Elektrik Üretimi. Tübitak Projesi. Proje No:108Y008.
14. [14] Jiang J, Zhao Q, Wei L, Wang K, Lee D-J, 2011. Degradation And Characteristic Changes Of Organic Matter In Sewage Sludge Using Microbial Fuel Cell With Ultrasound Pretreatment. Bioresource Technology, 102:272–277.
15. [15] Fang L, Liu ZH, Li XM, Yang Q, Zheng Y, Jia B. 2010. Electricity generation by the microbial fuel cells using the supernatant fluid of microwave pretreated sludge as fuel. Huan Jing Ke Xue. 2010 31(10):2518-24.
16. [16] Ghadge A N, Dipak AJ, Harapriya P, Ghangrekar M M, 2015. Enhancing Waste Activated Sludge Digestion And Power Production Using Hypochlorite As Catholyte In Clayware Microbial Fuel Cell. Bioresource Technology, 182: 225–231
17. [17] Ki D, Parameswaran P, Popat SC, Rittmann BE, Torres CI, 2015. Effects Of Pre-Fermentation And Pulsed-Electric-Field Treatment Of Primary Sludge In Microbial Electrochemical Cells. Bioresource Technology, 195:83–88.