Λειτουργία Αντιδραστήρων τύπου Μικροβιακών Κυψελών Καυσίμου για την Επεξεργασία Λυμάτων και την Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας

Operation of Microbial Fuel Cell Reactors for Wastewater Treatment and Electricity Generation (english)

  1. MSc thesis
  2. Μάρας, Νεκτάριος
  3. Διαχείριση Τεχνικών Έργων (ΔΧΤ)
  4. 27 September 2020 [2020-09-27]
  5. Ελληνικά
  6. 144 (αριθμημένες)/163 σύνολο
  7. Μαναριώτης, Ιωάννης
  8. Μαναριώτης, Ιωάννης | Φουρνιώτης, Νικόλαος
  9. Μικροβιακές κυψέλες καυσίμου | λύματα | ηλεκτρική ενέργεια | απανθρακωμένα υλικά
  10. 12
  11. 179
  12. Περιέχει: πίνακες, σχήματα, εικόνες
    • Η συγκεκριμένη Διπλωματική Εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Διαχείριση Τεχνικών Έργων» του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Αντικείμενο αυτής της εργασίας είναι η ανάδειξη του ρόλου των Μικροβιακών Κυψελών τύπου Καυσίμου (MFC) ως αντιδραστήρες για επεξεργασία λυμάτων και ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στόχος της εν λόγω διατριβής είναι η βελτίωση της απόδοσης μιας μικροβιακής κυψέλης τύπου καυσίμου σε σχέση με MFCs παρελθόντων ερευνών. Η μεθοδολογία μέσω της οποίας προσεγγίστηκε το παρόν πόνημα ήταν η λειτουργία ενός αντιδραστήρα MFC δύο θαλάμων με την δοκιμή εντός αυτού ηλεκτροδίων ανόδου/καθόδου από πρωτότυπα και καινοτόμα υλικά, κατασκευασμένα στο Εργαστήριο Τεχνολογίας του Περιβάλλοντος του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η πειραματική διαδικασία έλαβε χώρα στο παραπάνω εργαστήριο. Στη παρούσα εργασία προτείνεται η χρήση - κατεξοχήν χαμηλού κόστους - υλικών για την κατασκευή των ηλεκτροδίων ανόδου/καθόδου, τα οποία δεν έχουν χρησιμοποιηθεί σε παρόμοιους αντιδραστήρες σύμφωνα με την υπάρχουσα βιβλιογραφία. Συγκεκριμένα κατασκευάσθηκαν ηλεκτρόδια προερχόμενα από ξύλο ελιάς και πεύκου, επεξεργασμένα με ελεγχόμενη πυρόλυση προς απόκτηση αγωγιμότητας. Η συγκεκριμένη επιλογή αποτελεί καινοτομία δεδομένου ότι τα υλικά των ηλεκτροδίων MFCs που δεσπόζουν στις διεθνείς επιστημονικές αναφορές αποτελούνται κυρίως από άνθρακα. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε πολύκλωνος αγωγός αλουμινίου, από υπόγειο καλώδιο της ΔΕΗ, Χαμηλής Τάσης (1000 V), ως εναλλακτική λύση για την περαιτέρω βελτίωση της επεξεργασίας λυμάτων καθώς και για την ενίσχυση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην έξοδο της εν λόγω μικροβιακής κυψέλης. Τέλος , εξετάστηκε και ο συνδυασμός των προαναφερόμενων υλικών (απανθρακωμένο υλικό και αγωγός αλουμινίου) εναλλάσσοντας τα ως ηλεκτρόδια ανόδου/καθόδου. Τα αποτελέσματα που συνήχθησαν από τα πειράματα παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον.
    • The present thesis was conducted within the framework of the Postgraduate Program "Project Management Engineering" of the Hellenic Open University. The object was to highlight the role of microbial fuel cells (MFCs) as reactors for wastewater treatment and simultaneous production of electricity. The aim of this work is to improve the performance of a microbial fuel cell in relation to those MFCs from previous research. Two-lab-scale chamber MFC reactors were employed by testing its electrodes derived by original and innovative materials, manufactured, and adapted in the Environmental Engineering Laboratory at the Department of Civil Engineering of the University of Patras. The present work proposes the use of low-cost materials for the construction of anode/cathode electrodes, which have not been used in similar reactors according to the existing literature. Specifically, for the needs of the experiment, electrodes derived from olive and pine wood were made, treated with controlled pyrolysis to obtain conductivity. This choice is an innovation since the materials of the MFCs electrodes that dominate the international scientific reports are mainly made of carbon. In addition, we tested a multi-strand aluminum conductor, derived from underground electric cable of Low Voltage (1000 V) in waste form, as an alternative to further improve wastewater treatment and enhance electricity production. We also proceeded to the combined use of the materials mentioned above (biochars and underground network conductor) using them alternatively as anode/ cathode electrodes. The results obtained from the experiments have a particular interest and they are suitable for further study.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.