Bioelectricity production and wastewater treatment using a microbial fuel cell Domestic wastewater and dairy wastewater Agomuoh Paul Kelechi; Supervisor: Hatice Erkurt

Yazar: Katkıda bulunan(lar):Dil: İngilizce Yayın ayrıntıları:Nicosia Cyprus International University 2013Tanım: XI, 99 p. pic., tab. 30.5 cmİçerik türü:
  • text
Ortam türü:
  • unmediated
Taşıyıcı türü:
  • volume
Konu(lar):
Eksik içerik
1 CHAPTER 1
1 Introduction to Fuel cells
3 Bioelectrochemical Systems
6 Microbial fuel cell technology and Energy production from wastewater
8 Exoelectrogens
9 Electron transport mechanism in exoelectrogens
9 Direct Electrons Transfer
10 Mediated Electron Transfer via Electron shuffles
10 Microbial Nanowire or Pilli
10 Electron Transfer via Conductive Biofilm
11 Advantages of Microbial Fuel cell Technology
13 Limitations facing Microbial Fuel cell Technology
13 Aims and Objectives of this Research
14 Significance of this Researh
15 CHAPTER 2
15 LITERATURE REVIEW
15 Bioelectricity production from different subtrates using Microbial Fuel cells
17 Microbial Fuel Cells using Mixed cultures and ısolated strains of Bacteria
21 Microbial Fuel Cell Architecture and Design
24 CHAPTER 3
24 Instruments
24 Hach Lange Portable spectrophotometer
24 Working principle of Digital Multimeter
27 Digital Multimeter
27 Working principle of Digital Multimeter
28 Scanning Electron Microscope
29 Working Principle of Scanning Electron Microscope
32 pH meter and Probe
32 Working Principle of Scanning Electron Microscope
33 Bod Oxitop Device
33 Working Principle
32 Bod Oxitop Device
33 Working Principle
34 Total Nitrogen Measuring Unit
34 Working Principle
39 CHAPTER 4
39 Materials and Methods
39 Microbial Fuel Cell Design and Configuration
44 The MFC Wastewaters
44 Domestic Wastewater
46 Dairy Wastewater
50 Wastewater Analytical Methods
50 pH
50 TSS
51 COD Test
52 BOD 5
53 TN/TOC/IC/TC
53 Testing and Running the Cells
54 Precautions and Challenges faced
55 Precautions taken during testing and running the MFC
57 CHAPTER 5
57 RESULTS AND ANALYSIS
58 DOMESTICS WASTE WATER RESULTS (MFC 1)
65 DAIRY WASTE WATER 1 RESULTS (MFC 2)
71 DAIRY WASTE WATER 2 RESULTS(MFC 2/2)
77 Comparison Data Analysis with Graphs
77 MFC 1 (Domestic wastewater) VS MFC 2(Dairy wastewater 1)
82 MFC 1 (Domestic wastewater) VS MFC 2/2 (Dairy wastewater 2)
86 MFC 2 (Dairy wastewater 1) VS MFC 2/2 (Dairy wastewater 2)
89 Microscopic Analysis of Graphite Electrodes
92 Chapter 6
92 Conclusions
94 REFERENCES
Özet: 'Abstract Two wastewaters, Domestic wastewater and Dairy wastewater were used as inoculums in the operation of mediator-less Double chamber Microbial fuel cells operated in batch mode in the laboratory. The Microbial fuel cells were tested for voltage, current, power density, current density and Cod removal to determine which gave the best results in terms of Bioelectricity Generation and Cod removal. One MFC was inoculated with Domestic wastewater, while two MFC's were inoculated with Dairy wastewater. All MFC's were tested with a sample volume of 1800cm3, an electric circuit resistance of 220 ohms and operated for 5 days continuously in the laboratory. The first Dairy MFC (Dairy wastewater 1) produced the highest voltage with a maximum voltage of 12 millivolts, with the highest rate of voltage generation (dv/dt = 2.34), while the second Dairy MFC (Dairy wastewater 2) produced the second highest voltage of 5.8 millivolts, with the 2nd highest rate of Cod removal (dc/dt= 1.01) among the three MFC'S. The Domestic wastewater MFC had the lowest voltage generation of 2.1 millivolts and the highest rate of Cod removal with (dc/dt= -3.15). The results obtained proved that the first Dairy MFC (Dairy wastewater 1) had the highest concentration of exoelectrogenic bacteria hence its high voltage production, while the second Dairy cell had the average amount of exeoelectrogenic bacteria with a substantial amount of other anaerobic and facultative bacteria hence it's high Cod removal rate, while the Domestic MFC had the least amount of exeolectrogenic bacteria, hence its low voltage production, but the highest amount of other anaerobic and facultative bacteria , hence its very high cod removal.Keywords: Mfc, Exoelectrogenic, Cod, Power Density, Current Density Özet Laboratuvar ölçekli çift odalı kesikli Mikrobiyal Yakıt Pilleri sisteminde evsel ve süt fabrikası atık suyu aşı olarak kullanılmıştır. Mikrobiyal Yakıt Pillerinde voltaj, akım, güç yoğunluğu akım yoğunluğu ve Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) giderimi takip edilerek Biyoelektrik üretimi ve KOİ giderimi takip edilmiştir. Mikrobiyal Yakıt Pillerinin biri evsel atık su ile diğer ikisi süt fabrikası atık suyu ile aşılanmıştır. Mikrobiyal Yakıt Pillerinin üçünün de hacmi 1800 cm3 olup 220 ohms elektrik akımı kullanılarak laboratuvar koşullarında 5 gün sure ile çalıştırılmışlardır. Birinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile en yüksek biyoelektrik üretimi (12 mV) ve biyoelektrik üretim hızı (dv/dt = 2.34) elde edilmiştir. İkinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile ikinci en yüksek biyoelektrik üretimi (5.8 mV) ve ikinci en yüksek KOİ giderim verimi (dC/dt = 1.01) elde edilmiştir. Evsel atık su ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile en düşük biyoelektrik üretimi (2.1 mV) fakat en yüksek KOİ giderim hızı (dc/dt= -3.15) saptanmıştır. Sonuçlar, en yüksek elektrik üreten bakteri derişiminin birinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış olan Mikrobiyal Yakıt Pilinde oluştuğunu gösermektedir. İkinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pilinde ortalama miktarda biyoelektrik üreten bakteri oluşumu meydana gelmasine rağmen yüksek KOİ giderim verimini sağlayacak önemli miktarda anaerobic ve fakültatif anaerobic mikrorganizma gelişimi meydana gelmiştir. Deneysel sonuçlar, en düşük biyoelektrik üretimi ve en yüksek KOİ gideriminin saptandığı evsel atık su ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pilinde ise elektrik üreten bakteri miktarının çok düşük fakat fakültatif anaerobic ve anaerobic bakteri derişimlerinin en yüksek miktarda olduğunu göstermektedir. Tüm bu bulgular, biyoelektrik üreten bakteriler ile KOİ giderimi sağlayan fakültatif ve zorunlu anaerobik bakteriler arasında bir rekabet olabileceğini göstermektedir.'
Materyal türü: Thesis
Mevcut
Materyal türü Geçerli Kütüphane Koleksiyon Yer Numarası Durum Notlar İade tarihi Barkod Materyal Ayırtmaları
Thesis Thesis CIU LIBRARY Tez Koleksiyonu Tez Koleksiyonu YL 341 K45 2013 (Rafa gözat(Aşağıda açılır)) Kullanılabilir Environmental Engineering Department T372
Toplam ayırtılanlar: 0

CD Adı/Name:Bioelectricity production and wastewater treatment using a microbial fuel cell: Domestic wastewater and dairy wastewater

Includes references (94-97 p.)

'Abstract Two wastewaters, Domestic wastewater and Dairy wastewater were used as inoculums in the operation of mediator-less Double chamber Microbial fuel cells operated in batch mode in the laboratory. The Microbial fuel cells were tested for voltage, current, power density, current density and Cod removal to determine which gave the best results in terms of Bioelectricity Generation and Cod removal. One MFC was inoculated with Domestic wastewater, while two MFC's were inoculated with Dairy wastewater. All MFC's were tested with a sample volume of 1800cm3, an electric circuit resistance of 220 ohms and operated for 5 days continuously in the laboratory. The first Dairy MFC (Dairy wastewater 1) produced the highest voltage with a maximum voltage of 12 millivolts, with the highest rate of voltage generation (dv/dt = 2.34), while the second Dairy MFC (Dairy wastewater 2) produced the second highest voltage of 5.8 millivolts, with the 2nd highest rate of Cod removal (dc/dt= 1.01) among the three MFC'S. The Domestic wastewater MFC had the lowest voltage generation of 2.1 millivolts and the highest rate of Cod removal with (dc/dt= -3.15). The results obtained proved that the first Dairy MFC (Dairy wastewater 1) had the highest concentration of exoelectrogenic bacteria hence its high voltage production, while the second Dairy cell had the average amount of exeoelectrogenic bacteria with a substantial amount of other anaerobic and facultative bacteria hence it's high Cod removal rate, while the Domestic MFC had the least amount of exeolectrogenic bacteria, hence its low voltage production, but the highest amount of other anaerobic and facultative bacteria , hence its very high cod removal.Keywords: Mfc, Exoelectrogenic, Cod, Power Density, Current Density Özet Laboratuvar ölçekli çift odalı kesikli Mikrobiyal Yakıt Pilleri sisteminde evsel ve süt fabrikası atık suyu aşı olarak kullanılmıştır. Mikrobiyal Yakıt Pillerinde voltaj, akım, güç yoğunluğu akım yoğunluğu ve Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) giderimi takip edilerek Biyoelektrik üretimi ve KOİ giderimi takip edilmiştir. Mikrobiyal Yakıt Pillerinin biri evsel atık su ile diğer ikisi süt fabrikası atık suyu ile aşılanmıştır. Mikrobiyal Yakıt Pillerinin üçünün de hacmi 1800 cm3 olup 220 ohms elektrik akımı kullanılarak laboratuvar koşullarında 5 gün sure ile çalıştırılmışlardır. Birinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile en yüksek biyoelektrik üretimi (12 mV) ve biyoelektrik üretim hızı (dv/dt = 2.34) elde edilmiştir. İkinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile ikinci en yüksek biyoelektrik üretimi (5.8 mV) ve ikinci en yüksek KOİ giderim verimi (dC/dt = 1.01) elde edilmiştir. Evsel atık su ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pili ile en düşük biyoelektrik üretimi (2.1 mV) fakat en yüksek KOİ giderim hızı (dc/dt= -3.15) saptanmıştır. Sonuçlar, en yüksek elektrik üreten bakteri derişiminin birinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış olan Mikrobiyal Yakıt Pilinde oluştuğunu gösermektedir. İkinci süt fabrikası atık suyu ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pilinde ortalama miktarda biyoelektrik üreten bakteri oluşumu meydana gelmasine rağmen yüksek KOİ giderim verimini sağlayacak önemli miktarda anaerobic ve fakültatif anaerobic mikrorganizma gelişimi meydana gelmiştir. Deneysel sonuçlar, en düşük biyoelektrik üretimi ve en yüksek KOİ gideriminin saptandığı evsel atık su ile aşılanmış Mikrobiyal Yakıt Pilinde ise elektrik üreten bakteri miktarının çok düşük fakat fakültatif anaerobic ve anaerobic bakteri derişimlerinin en yüksek miktarda olduğunu göstermektedir. Tüm bu bulgular, biyoelektrik üreten bakteriler ile KOİ giderimi sağlayan fakültatif ve zorunlu anaerobik bakteriler arasında bir rekabet olabileceğini göstermektedir.'

1 CHAPTER 1

1 Introduction to Fuel cells

3 Bioelectrochemical Systems

6 Microbial fuel cell technology and Energy production from wastewater

8 Exoelectrogens

9 Electron transport mechanism in exoelectrogens

9 Direct Electrons Transfer

10 Mediated Electron Transfer via Electron shuffles

10 Microbial Nanowire or Pilli

10 Electron Transfer via Conductive Biofilm

11 Advantages of Microbial Fuel cell Technology

13 Limitations facing Microbial Fuel cell Technology

13 Aims and Objectives of this Research

14 Significance of this Researh

15 CHAPTER 2

15 LITERATURE REVIEW

15 Bioelectricity production from different subtrates using Microbial Fuel cells

17 Microbial Fuel Cells using Mixed cultures and ısolated strains of Bacteria

21 Microbial Fuel Cell Architecture and Design

24 CHAPTER 3

24 Instruments

24 Hach Lange Portable spectrophotometer

24 Working principle of Digital Multimeter

27 Digital Multimeter

27 Working principle of Digital Multimeter

28 Scanning Electron Microscope

29 Working Principle of Scanning Electron Microscope

32 pH meter and Probe

32 Working Principle of Scanning Electron Microscope

33 Bod Oxitop Device

33 Working Principle

32 Bod Oxitop Device

33 Working Principle

34 Total Nitrogen Measuring Unit

34 Working Principle

39 CHAPTER 4

39 Materials and Methods

39 Microbial Fuel Cell Design and Configuration

44 The MFC Wastewaters

44 Domestic Wastewater

46 Dairy Wastewater

50 Wastewater Analytical Methods

50 pH

50 TSS

51 COD Test

52 BOD 5

53 TN/TOC/IC/TC

53 Testing and Running the Cells

54 Precautions and Challenges faced

55 Precautions taken during testing and running the MFC

57 CHAPTER 5

57 RESULTS AND ANALYSIS

58 DOMESTICS WASTE WATER RESULTS (MFC 1)

65 DAIRY WASTE WATER 1 RESULTS (MFC 2)

71 DAIRY WASTE WATER 2 RESULTS(MFC 2/2)

77 Comparison Data Analysis with Graphs

77 MFC 1 (Domestic wastewater) VS MFC 2(Dairy wastewater 1)

82 MFC 1 (Domestic wastewater) VS MFC 2/2 (Dairy wastewater 2)

86 MFC 2 (Dairy wastewater 1) VS MFC 2/2 (Dairy wastewater 2)

89 Microscopic Analysis of Graphite Electrodes

92 Chapter 6

92 Conclusions

94 REFERENCES

Araştırmaya Başlarken  
   Sıkça Sorulan Sorular