Investigation of direct electricity production from different ındustrial wastewaters and concentrated organic wastes by using microbial fuel cell (MFC)
Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH) kullanılarak farklı endüstriyel atıksulardan ve yoğun organik atıklardan doğrudan elektrik üretiminin araştırılması
- Tez No: 983233
- Danışmanlar: PROF. DR. AZİZE AYOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Çevre Mühendisliği, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atık su enerjisi, Atıktan türetilmiş yakıt, Biyolojik parçalanma, Endüstriyel atık su, Kentsel atık sular, Mezbaha atığı, Mikrobik hücreler, Mikrobiyal elektroliz hücresi, Yakıt hücreleri, Zeytin karasuyu, Waste water energy, Refuse derived fuels, Biodegradation, Industrial waste water, Municipal waste waters, Slaughterhouse waste, Microbial cells, Microbial electrolysis cell, Fuel cells, Olive waste water
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikrobiyal yakıt hücreleri (MFC'ler), eş zamanlı olarak biyoelektrik üretme ve endüstriyel nitelikli atıksuları sürdürülebilir bir şekilde arıtma potansiyeline sahip bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, biri titanyum elektrotlarla, diğeri grafit elektrotlarla donatılmış iki çift odacıklı MFC konfigürasyonunun performansı, dört farklı endüstriyel atıksu ve bir kentsel nitelikli atıksu kullanılarak sistematik olarak değerlendirilmiştir: zeytinyağı üretiminden kaynaklanan karasu, katı atık sahası sızıntı suyu, mezbaha atıksuları, maya işleme atık suyu ve kentsel nitelikli atıksu. Seçilen substratlar, yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve önemli organik yüklerle karakterize edilmiştir. Deneysel sonuçlar, elektrot malzemesinin arıtma verimliliği üzerinde belirgin bir etkisi olduğunu, grafit bazlı sistemlerin özellikle aerobik son işlem koşulları altında mezbaha ve maya atık sularında %93'e kadar KOİ giderme oranlarına ulaştığını göstermiştir. Buna bağlı olarak, maya endüstrisi atıksuları için en yüksek güç yoğunlukları 30 mWm⁻²'ye, mezbaha atık suyu için ise 6,8 mWm⁻²'ye ulaşmıştır. Buna karşılık, zeytin karasu yalnızca daha düşük bir elektrik çıkışı (1,3 mWm⁻²) üretirken, katı atık depolama sahası sızıntı suyu sınırlı elektrokimyasal aktivite göstermiştir. Bu bulgular, MFC etkinliğini belirlemede elektrot materyali ve substrat türü arasındaki kritik etkileşimi vurgulayarak, optimize edilmiş enerji geri kazanımı için yüksek kirliliğe sahip atıksular için grafit elektrotların uygunluğunu vurgulamaktadır. Sonuçlar ayrıca, MFC teknolojisinin mevcut endüstriyel atık su yönetiminde düşük enerjili ve çevreye duyarlı bir arıtma stratejisi olarak entegre edilmesini desteklemektedir.
Özet (Çeviri)
Microbial fuel cells (MFCs) have emerged as a dual-purpose technology with the potential to simultaneously generate bioelectricity and treat industrial wastewater in a sustainable manner. In this study, the performance of two dual chamber MFC configurations one equipped with titanium electrodes and the other with graphite electrodes was systematically assessed using four industrial wastewaters: olive mill wastewater, landfill leachate, slaughterhouse effluent, yeast processing wastewater, and municipal sewage. The selected substrates were characterized by chemical oxygen demand (COD) and substantial organic loads. Experimental results demonstrated a pronounced influence of electrode material on treatment efficiency, with graphite based systems achieving COD removal rates of up to 93%, particularly in slaughterhouse and yeast effluents under aerobic post-treatment conditions. Correspondingly, peak power densities reached 30 mW m⁻² for yeast effluent and 6.8 mW m⁻² for slaughterhouse wastewater. In contrast, olive mill wastewater generated only modest electrical output (1.3 mW m⁻²), and landfill leachate exhibited limited electrochemical activity. These findings underscore the critical interplay between electrode composition and substrate type in determining MFC efficacy, highlighting the suitability of graphite electrodes in conjunction with high-strength, non-inhibitory wastewaters for optimized energy recovery. The results further advocate for the integration of MFC technology into existing industrial wastewater management frameworks as a low energy, environmentally responsible treatment strategy.
Benzer Tezler
- Çevresel tesislerden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının hesaplanması
Greenhouse gases calculations from enviromental facilities
MEHMET ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SAİT YAZĞAN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Investigation of SO2 pollution from coal-fired and geothermal power plants using high resolution satellite retrievals
Yüksek çözünürlüklü uydu verileri kullanılarak kömür yakıtlı ve jeotermal santrallerden kaynaklı SO2 kirliliğinin incelenmesi
SÜMEYYE SENA DEĞER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile B4C üretiminde katalizörlerin etkilerinin araştırılması
The investigation of effects of catalysts on the production of B4C via self propagating high temperature synthesis
HASAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL