حذف بیوالکتروشیمیایی نیترات از فاضلاب با استفاده از نانولوله های کربن تثبیت شده در کاتد

هدف از این مطالعه، احیاء بیوالکتروشیمیایی نیترات در فاضلاب با استفاده از نانولوله های کربن پوشش داده شده در کاتد بود. این تحقیق در مقیاس آزمایشگاهی بسته و در یک راکتور دو محفظه ای مجهز به غشاء تعویض کاتیون انجام گردید. از الکترودهای کربن نمدی، کربن پارچه ای و گرافیت به عنوان کاتد و از الکترود استیـل به عنوان آند استـفاده گردید. اثر orp اولیه، ph اولیه، غلظت نیترات اولیه، دانسیته جریان، مدت زمان و پوشش نانولوله های کربن جهت احیاء نیترات در راکتور بیوالکتروشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در کاتدهای مورد بررسی بیشترین میزان احیاء نیترات در محدوده orp برابر 100- و ph خنثی و دانسیته جریان 15 میلی آمپر بر سانتی متر مربع صورت می گردد. بعلاوه با افزایش غلظت نیترات اولیه، کارایی احیاء نیترات در سیستم بیوالکتروشیمیایی کاهش یافت، به طوری که کمترین و بیشترین میزان کارایی دنیتریفیکاسیون به ترتیب در غلظت های 440 و 110 میلی گرم بر لیتر نیترات حاصل گردید. همچنین مشخص گردید که احیاء بیوالکتروشیمیایی نیترات باگذشت زمان افزایش می یابد و تمامی کاتدهای پوشش داده شده توانستند در مدت زمان 8 ساعت غلظت نیترات را به کمتر از حد استاندارد تخلیه پساب برسانند. در این تحقیق، میانگین کارایی دنیتریفیکاسیون بیوالکتروشیمیایی در کاتدهای پوشش دار نسبت به کاتدهای بدون پوشش در شرایط بهینه حدود 16 درصد بیشتر به دست آمد. از بین کاتدهای موردبررسی کربن نمدی اصلاح شده با نانولوله های کربن بیشترین کارایی احیاء نیترات را داشت. اندازه گیری مقدار dna باکتری ها نشان داد که میزان بیوفیلم تشکیل شده بر روی کاتدهای دارای پوشش بیشتر از کاتدهای بدون پوشش است. بر اساس یافته های به دست آمده می توان نتیجه گیری نمود که استفاده از نانولوله های کربن چند دیواره به عنوان پوشش بر روی کاتد، با فراهم کردن شرایط مناسب جهت چسبیدن باکتری ها به سطح کاتد، می تواند میزان احیاء نیترات را در راکتور بیوالکتروشیمیایی افزایش دهد.