جدیدترین روش تصفیه فاضلاب

در مطالعه دیگری که در Journal of Environmental Technology Reviews منتشر شد ، نویسندگان امکان تصفیه فاضلاب با استفاده از سلول‌های سوختی میکروبی (MFCs) را بررسی کردند. این روش که یکی از روش های نوین تصفیه فاضلاب محسوب می‌شود، دارای مزیت منحصربه‌فردی است که در آن استفاده از میکروارگانیسم‌ها به صورت هم زمان در جهت تولید انرژی برای تصفیه خانه و همین‌طور، تصفیه فاضلاب فراهم است. پیل‌های سوختی میکروبی (MFCs) در 20 سال گذشته دستخوش پیشرفت‌های تکنولوژیکی بزرگی شده‌اند، اما برای تجاری‌سازی آن‌ها کار بسیار کمی انجام شده است.

سلول‌های سوختی میکروبی (MFCs) سیستم‌های راکتور شیمیایی هستند که از تجزیه زیستی مواد آلی با کمک بستر میکروبی مناسب، الکتریسیته تولید می‌کنند. اولین بسترهای مورد استفاده در آزمایشگاه عمدتاً گلوکز، استات یا سایر بسترهای ساده برای تعیین رفتار مواد الکترود، غشاها و موارد دیگر و همچنین معماری راکتور یا فعالیت میکروبی بودند. مطالعه با استفاده از فاضلاب واقعی به عنوان بستر در سال 2004 آغاز شد.

در تصفیه فاضلاب به وسیله سلول‌های سوختی میکروبی که از جدیدترین روش تصفیه فاضلاب است، مواد آلی توسط میکروارگانیسم‌های موجود در فاضلاب اکسید می‌شوند و در خلال این فرایند حرکت الکترون‌ها باعث تولید نیروی الکتریکی می‌گردد. در بین تمام بسترهای مورد استفاده برای تولید برق در روش سلول‌های سوختی میکروبی، فاضلاب به دلیل دارا بودن ترکیبات آلی مناسب و در دسترس، پایدارترین آنهاست. از مزیت‌های این روش نسبت به روش‌های هوادهی در تصفیه فاضلاب، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش تولید لجن است.

انواع مختلف باکتری‌های اگزوالکترونیک در فاضلاب می‌توانند مواد آلی را اکسید کرده و الکترون‌ها را بدون واسطه به آنُد پیل سوختی منتقل کنند. هنگام اکسید شدن مواد آلی، جمعیت میکروارگانیسم‌ها کاهش می‌یابند و سپس می‌توان آنها را از طریق سایر فرآیندهای فیلتراسیون حذف کرد.

در مطالعه‌ای که در سال 2021 در مجله بین‌المللی تحقیقات و فناوری مهندسی منتشر شد، بسیاری از پیشرفت‌ها در زمینه تصفیه فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این مطالعات بر روی نانوفیلتراسیون‌ها، مکانیسم‌های تصفیه با جلبک و روش‌های جذب زیستی متمرکز بودند.

پیل‌های سوختی الکترونی یک فناوری نوین برای تصفیه فاضلاب است که از انرژی الکتریسیته و هیدروژن برای تولید اکسیژن و آب استفاده می‌کند. در این فرآیند، فاضلاب از طریق یک سری فرایندهای شیمیایی و الکترولیتی به پیل‌های سوختی الکترونی منتقل می‌شود. در داخل پیل‌ها، هیدروژن و اکسیژن با یکدیگر واکنش داده و آب و انرژی الکتریسیته تولید می‌شود. این روش نه تنها باعث تصفیه فاضلاب می‌شود بلکه انرژی نیز تولید می‌شود که می‌تواند برای منابع دیگر مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از سلول های سوختی الکترونی MFC یکی دیگر از روش های نوین تصفیه فاضلاب است که در تصفیه بیولوژیکی استفاده می گردد. در این روش نوع خاصی از میکروارگانیسم ها به نام اگزوالکتریکی استفاده می شود که منجر به اکسید شدن مواد آلی می شود. مواد آلی بعد از اکسید شدن به راحتی در کف مخزن ته نشین می شوند و قابل تخلیه و جمع آوری هستند. یکی دیگر از ویژگی های مثبت این روش، انتقال سریع الکترون ها به سمت قطب آند در این شرایط است که در تولید جریان الکتریکی موثر می باشد.
با استفاده از این روش تصفیه فاضلاب و حذف مواد آلی در کنار تولید جریان برق انجام می شود. در نتیجه می توان با استفاده از آن برق را از فاضلاب تولید کرد و مصرف سوخت های فسیلی را کاهش داد.