Mikrobiyal yakıt hücreleri ile eş zamanlı karbon azot ve fosfor giderimi /
Yazar: DİLEK ERKAN
Danışman: DOÇ. DR. DENİZ UÇAR
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH), substratların anaerobik oksidasyonundan elde edilen elektronların
kullanılmasıyla elektrik üretebilen bir biyoelektrokimyasal cihazdır. Mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH)
organik maddelerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ile bir elektrik akımı oluşturan reaktörlerdir.
Mikrobiyal yakıt hücreleri her ne kadar elektrik üretimi için umut vaad etseler de ürettikleri elektrik
oksijenle çalışan MYH'ler için oksijeni ortama sağlayan hava motorlarının harcadıkları elektrikten
oldukça düşüktür. Bu nedenle oksijen kullanan MYH'leri net bir elektrik üreticisi gibi
değerlendirilmez. Bu sistemler daha ziyade atıksu arıtımında kullanılan reaktörler ya da biyosensörler
olarak değerlendirilirler. Bu çalışmada evsel atıksu ile beslenen iki bölmeli bir MYH kullanılarak eş
zamanlı karbon, azot ve fosfor giderimi iki periyot halinde 132 gün boyunca çalışılmıştır. İlk periyotta
KOİ/N/P 300/30/10 iken, ikinci periyotta 600/60/20 olarak sağlanmıştır. Anot bölmesinde karbon
giderimi sağlanırken katot bölmesinde yetiştirilen fitoplanktonlar sayesinde ortama oksijen salınmış
ve fitoplanktonların büyümesi ile ortamdan azot ve fosforun giderilmesi sağlanmıştır. Bu sayede
çalışma boyunca katot bölmesinde 6.24±2.7 mg/L çözünmüş oksijen herhangi bir blower
kullanılmadan katot bölmesinde gözlenmiştir. İlk periyotta %90 KOİ, %55 N ve %19.7 P giderimi
gözlenirken ikinci periyotta aynı oranlar %90, %23.87 ve %54'tir. Güç yoğunluğu ise düzenli
izlenmiş olup maksimum 40 mW'lık enerji elde edilmiştir. Sonuç olarak foto katota sahip MYH ile eş
zamanlı C,N ve P giderimi ve enerji üretimi ortama havalandırıcı çalıştırılmadan sağlanmıştır.

ANAHTAR KELİMELER: Mikribiyal yakıt hücreleri, elektrik üretimi, nutrient giderimi, foto-katot

Abstract:
Microbial fuel cell (MFC) is a bioelectrochemical device that can generate electricity by the presence
of electrons obtained from anaerobic oxidation of substrates. Microbial air fuels (MFC). Even though
microbial fuel prices are promising for electricity generation, the electricity produced by them is much
lower than the electricity consumed by air engines that go to the atmosphere for oxygen-driven MFCs.
MFCs are not considered a net electricity producer. This production is mostly considered as reactors
or biosensors used in wastewater treatment. The hotel in a two-compartment MFC fed by domestic
wastewater was studied for 132 days during two periods of simultaneous carbon, nitrogen and
phosphorus removal. While COI/N/P was 300/30/10 in the first period, it was provided as 600/60/20
in the second period. While the carbon removal in the anode chamber was adjusted, the phytoplankton
grown in the cathode chamber was released into the open environment and the nitrogen and
phosphorus were removed from the environment by the growth of phytoplankton. Thus, 6.24 ± 2.7
mg/L in the cathode chamber was observed in the cathode chamber during the study without using
any blower. While 90% COD, 55% N and 19.7% P removal were observed in the first period, the
same rates were 90%, 23.87% and 54% in the second period. The current was monitored regularly and
a maximum energy of 40 mW was obtained. As a result, simultaneous removal of C, N and P and
energy generation with photo cathode MFC were achieved without operating the air guide.

KEY WORDS: Microbial fuel cells, electricity generation, nutrient removal, photocathode