MİKROBİYAL YAKIT HÜCRELERİ İLE EŞ ZAMANLI KARBON AZOT VE FOSFOR GİDERİMİ

Abstract

Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH), substratların anaerobik oksidasyonundan elde edilen elektronların kullanılmasıyla elektrik üretebilen bir biyoelektrokimyasal cihazdır. Mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH) organik maddelerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ile bir elektrik akımı oluşturan reaktörlerdir. Mikrobiyal yakıt hücreleri her ne kadar elektrik üretimi için umut vaad etseler de ürettikleri elektrik oksijenle çalışan MYH’ler için oksijeni ortama sağlayan hava motorlarının harcadıkları elektrikten oldukça düşüktür. Bu nedenle oksijen kullanan MYH’leri net bir elektrik üreticisi gibi değerlendirilmez. Bu sistemler daha ziyade atıksu arıtımında kullanılan reaktörler ya da biyosensörler olarak değerlendirilirler. Bu çalışmada evsel atıksu ile beslenen iki bölmeli bir MYH kullanılarak eş zamanlı karbon, azot ve fosfor giderimi iki periyot halinde 132 gün boyunca çalışılmıştır. İlk periyotta KOİ/N/P 300/30/10 iken, ikinci periyotta 600/60/20 olarak sağlanmıştır. Anot bölmesinde karbon giderimi sağlanırken katot bölmesinde yetiştirilen fitoplanktonlar sayesinde ortama oksijen salınmış ve fitoplanktonların büyümesi ile ortamdan azot ve fosforun giderilmesi sağlanmıştır. Bu sayede çalışma boyunca katot bölmesinde 6.24±2.7 mg/L çözünmüş oksijen herhangi bir blower kullanılmadan katot bölmesinde gözlenmiştir. İlk periyotta %90 KOİ, %55 N ve %19.7 P giderimi gözlenirken ikinci periyotta aynı oranlar %90, %23.87 ve %54’tir. Güç yoğunluğu ise düzenli izlenmiş olup maksimum 40 mW’lık enerji elde edilmiştir. Sonuç olarak foto katota sahip MYH ile eş zamanlı C,N ve P giderimi ve enerji üretimi ortama havalandırıcı çalıştırılmadan sağlanmıştır.