دراسة كفاءة توليد الطاقة ومعالجة المياه في خلايا الوقود الميكروبية لطبقة الرواسب

الملخص

دُرست خلايا الوقود الميكروبية لطبقة الرواسب من حيث توليد الطاقة الكهربائية ومعالجة المياه. وبهدف تصميم خلية الوقود الميكروبية لطبقة الرواسب (Sediment Microbial Fuel Cell) (SMFC)، أُحضرت الرواسب من سرير نهر الصنوبر، حيث جرى توصيفها لبيان المحتوى العضوي وعناصر التغذية فيها. زودت الخلية بمنظومة تهوية سطحية، وبدأ العمل فيها. حيث تمت مراقبة مؤشرات التيار الكهربائي ومؤشرات تلوث المياه بمرور الزمن. لاحقاً تم تغيير نمط التهوية وأُجريت القياسات السابقة لتوليد الكهرباء، ومؤشرات تلوث المياه، وتمت مقارنتها مع المرحلة السابقة.

أظهرت نتائج النمط الأول من التهوية أنّ القيمة العظمى لتيار الدارة القصيرة [Short Circuit Current (ISC)] بلغت (0.905) mA، بينما بلغت القيمة العظمى لجهد الدارة المفتوحة [[Open Circuit Voltage (VOC) (0.390) V. في حين لوحظ ارتفاع في قيم التيار والجهد الكهربائي في النمط الثاني من التهوية، حيث بلغت القيمة العظمى لتيار الدارة القصيرة (1.240) mA، والقيمة العظمى لجهد الدارة المفتوحة (0.430) V. عند وصل الدارة إلى مقاومة خارجية R= 100 Ω، بلغت شدة التيار الكهربائي I_R= 0.805 mA، والجهد V_R=0.084 V، وبلغت كثافة التيار الناتج (3.18) mA/m²، وكثافة الطاقة (0.269) mW/m². بالنسبة لتحاليل المياه فقد لوحظ ارتفاع في قيم الـ pH التي بلغت (8.90)، كما ارتفعت كفاءة إزالة الـ COD والـفوسفات والنترات والأملاح المنحلة الكلية، حيث بلغت: 72.11%، 62.70%، 35.60%، 30.61%، على الترتيب.