Μελέτη της συμπεριφοράς μικροβιακών κελιών καυσίμου ενός και δύο θαλάμων τροφοδοτούμενων με συνθετικό και αστικό λύμα - Μαρτίνος, Μιχάλης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων (ΙΙ), 2013)
Τα μικροβιακά κελιά καυσίμου (ΜΚΚ) αποτελούν διατάξεις που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια ποικίλων υποστρωμάτων σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω μικροβιακών καταλυτικών αντιδράσεων. Η δυνατότητα χρήσης του οργανικού φορτίου που περιέχεται σε απόβλητα ως υπόστρωμα στα ΜΚΚ, τα καθιστά υποψήφια για την εφαρμογή τους στην επεξεργασία λυμάτων με ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, κατασκευάστηκαν και λειτούργησαν δύο ΜΚΚ, δύο και ενός θαλάμου. Κατά τη λειτουργία του ΜΚΚ δύο θαλάμων, τροφοδοτούμενου με συνθετικό λύμα γλυκόζης, μελετήθηκε η επίδραση διαφορετικών αποδεκτών ηλεκτρονίων (οξυγόνο, σιδηροκυανιούχο κάλιο K3Fe(CN)6, διχρωμικό κάλιο K2Cr2O7) καθώς και η επίδραση της αγωγιμότητας και του pH του ανοδικού διαλύματος στη λειτουργία του κελιού. Η βέλτιστη απόδοση σημειώθηκε κατά τη λειτουργία με K3Fe(CN)6 ενώ η απόδοση κατά τη λειτουργία με K2Cr2O7 ήταν μειωμένη, πιθανόν λόγω φθοράς του καθοδικού ηλεκτροδίου. Βέλτιστη αγωγιμότητα για τη λειτουργία του κελιού κρίθηκαν τα 18.15 mS/cm και βέλτιστο εύρος pH από 7 έως 9. Το ΜΚΚ ενός θαλάμου αποτελεί μια καινοτόμα διάταξη που προορίζεται για την εφαρμογή της στην επεξεργασία αστικού λύματος. Κατά τη συνεχή λειτουργία του με συνθετικό λύμα ως τροφοδοσία, σημειώθηκε μέγιστη πυκνότητα ισχύος 13.6 W/m3, απομάκρυνση ΧΑΟ 85% και απόδοση ηλεκτρικού φορτίου 21.1%. Διερεύνηση διαφόρων τιμών του υδραυλικού χρόνου παραμονής, κατέδειξε ως βέλτιστο τις 15h. Kατά τη λειτουργία του με αστικό λύμα, η απομάκρυνση ΧΑΟ ήταν 45% και η απόδοση ηλεκτρικού φορτίου 7.8%. Τροποποίηση του αστικού λύματος οδήγησε σε αύξηση της απόδοσης ηλεκτρικού φορτίου στο 22.3%. Κατά τη μακράς διαρκείας λειτουργία του κελιού παρατηρήθηκε ανταγωνιστική ανάπτυξη μη ηλεκτροπαραγωγών βακτηρίων καθώς και φθορά της καταλυτικής επίστρωσης. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι, με περαιτέρω βελτιστοποίηση, το ΜΚΚ ενός θαλάμου μπορεί να εφαρμοστεί με επιτυχία στην επεξεργασία αστικού λύματος.