دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – محیط زیست

عنوان :

تصفیه شیرآبه در پیل های سوختی میکروبی و تولید همزمان الکتریسیته

چکیده:

تقاضای جامعه جهانی به تولید انرژی های تجدیدپذیر و جایگزین سوخت های فسیلی روز ب روز در حال افزایش است. با وجود اینکه تکنولوژی پیل های سوختی میکروبی، موضوع جدیدی نیست، پیشرفت های اخیر در توسعه آن، استفاده عملی از این تکنولوژی هم در تصفیه پساب و هم تولید الکتریسیته، آن را به سطح نسبتاً قابل قبولی رسانده است. پیل های سوختی میکروبی تجهیزاتی هستند که درست مشابه باطری عمل می کنند با این تفاوت که در آن ها از باکتری های بی هوازی به عنوان کاتالیست برای اکسیداسیون مواد آلی و گاهاً معدنی برای تولید الکتریسیته استفاده می شود. بررسی گزارش های اخیر در مورد کاربرد این تکنولوژی در تصفیه شیرابه، که به دلیل غلظت زیاد و تنوع ترکیبات پیچیده آن یکی از آلاینده ترین پساب ها می باشد، نشان می دهد که مواد متشکله آلی آن شامل ترکیبات آلی آمونیاکی،BOD و COD به میزان چشمگیری کاهش می یابد. در این تحقیق سعی بر آن است که مدل ریاضی پیل سوختی بر مبنای مکانیسم میکروبی ارائه شود. سپس با استفاده از مدل بدست آمده و نرم افزار MATLAB منحنی های توان خروجی بر حسب غلظت سوبستراCOD، شدت جریان خروجی برحسب غلظت سوبسترا و ولتاژ خروجی برحسب غلظت سوبسترا رسم خواهد شد.

مقدمه:

نگرانی در مورد انتشار گازهای آلاینده به اتمسفر و افزایش دمای زمین چند سالی استکه از مهمترین نگرانی های نوع بشر شده است. افزایش استفاده از سوخته ای فسیلی با افزایش روز افزون تقاضا برای انرژی، داشنمندان را به یافتن منابع انرژی جایگزین و تجدید پذیر واداشته است. از طرف دیگر، دفع پسماندهای شهری در لندفیلدها، خود از مشکلاتی است که نگرانی های زیست محیطی چون آلوده شدن منابع آب های زیرزمینی در نتیجه نفوذ شیرابه حاصل از پسماندهای دفن شده در زیر خاک، شیوع بیماری ها، بوی مشمئز کننده حاصل از تعفن و بسیاری از موارد دیگر، دانشمندان را به مطالعه و تحقیق برای یافتن راه حلی برای تصفیه شیرابه و روش های دفع آن واداشته است. شیرابه حاصل از لندفیلد یکی از آلوده ترین پساب ها می باشد که BOD و COD بسیاز زیاد آن وجه تمایز شیرابه و فاضلاب  شهری است. روش های مختلف در تصفیه شیرابه کاربرد دارد اما با هیچ یک از روش های موجود چه از بعد مصرف انرژی و هزینه های گزاف تحمیلی و چه از بعد راندمان مناسب و کاهش BOD و COD آن به نحوی که قابل دفع در محیط باشد نتایج مطلوب به دست نیامده است. تکنولوژی پیل های سوختی میکروبی چند دهه ای است که از اهمیت ویژه ای برخوردار شده است. پیل های سوختی میکروبی به لحاظ سبز بودن مناسب ترین تکنولوژی برای تصفیه شیرابه و تولید همزمان انرژی می باشد. اما مشکل اساسی آن، توان خروجی و بازدهی کم انرژی آن است که عمدتا ناشی از متابولیسم کُند میکروب ها می باشد. به هر حال، با پیشرفت های زیادی که در توسعه آن حاصل می شود، می تون به آینده پر کاربرد این تکنولوژی چه در زمینه تصفیه پساب و چه در زمینه تولید انرژی تجدیدپذیر بسیار امیدوار بود. در این تحقیق، ابتدا به معرفی پیل سوختی، تاریخچه مبانی و انواع آن پرداخته شده است که پیل سوختی میکروبی نیز از نسل های بعدی آن محسوب می شود. سپس پیل های سوختی میکروبی و انواع آن مطرح شده است. تشریح اجز، مکانیسم عملکرد، کاربردها و مسائل و مشکلات مربوط به آن به تفصیل مطرح شده است در پایان نیز به مرور کاربرد پیل های سوختی میکروبی در تصفیه شیرابه و پیشرفت های اخیر آن پرداخته شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.