Mikrobiyal yakıt hücresi ile sürdürülebilir atıksu arıtımı ve elektrik üretimi

Abstract

İnsan yaşamı için temiz ve yenilenebilir olan enerji kaynakları en büyük gereksinimlerdendir. Dünya nüfusunun çoğalması ve hızlı şehirleşme sonucunda enerji ve temiz suya olan talepte artış görülmektedir. Artan enerji talebiyle, enerji üretiminde faydalanılan fosil yakıtlarda yoğun kullanıma bağlı olarak zaman geçtikçe azalma meydana gelmektedir. Bununla birlikte, dünya nüfusunun yaklaşık dörtte biri maalesef temiz içme suyuna ulaşamamaktadır. Ayrıca, çeşitli kullanımlar sonucunda oluşan atıksuların büyük bir kısmının günlük olarak herhangi bir arıtma işlemine tutulmaksızın alıcı ortama deşarj edilmesi su kirliliğine ve tatlı suya ulaşabilmeye engel olmaktadır. Tüm bu sebepler; bilim insanlarını çevreyle dost ve ekonomik açıdan sürdürülebilir olan, yenilenebilir alternatif enerji ve atıksu arıtma teknolojilerini bulma arayışına yönlendirmiştir. Son zamanlarda atıksu arıtımı ve biyoenerji üretimini birlikte sağlayabilen biyoelektrokimyasal sistem olan mikrobiyal yakıt hücreleri (MYH), yenilenebilir ve sürdürülebilir temiz bir teknoloji olarak görülmektedir. MYH teknolojilerinin, günümüzde kullanılan atıksu arıtma sistemlerine kıyasla; enerji üretimi, enerji geri kazanımı, az miktarda arıtma çamuru üretimi, havalandırmaya ihtiyaç duymaması, karbon nötr olması, sürdürülebilir olması vb. birçok avantajı bulunmaktadır. MYH' leri kullanarak atıklardan direkt elektrik enerjisi sağlayabiliyor olmak yakın gelecekte çevre kirliliği ve enerji ihtiyacı konularını ele almak için düşük maliyetli ve güvenilir bir çözüm haline gelebilir.Bu çalışmada, ilk olarak MYH teknolojisinin genel yapısından ve potansiyel uygulamalarından bahsedilmiştir. Daha sonra MYH' lerin kullanıldığı, atıksu arıtımı ve elektrik üretimiyle ilgili yapılmış çalışmalar derlenmiş ve bu teknolojinin mevcut zorluklarından ve gelecek potansiyellerinden bahsedilmiştir.

Energy sources, which are clean and renewable for human life, are among the biggest requirements. As a result of the increase in the world population and rapid urbanization, the demand for energy and clean water has increased. With increasing energy demand, fossil fuels used in energy production decrease over time due to intensive use. However, about a quarter of the world's population is unfortunately unable to reach clean drinking water. In addition, the fact that most of the wastewater generated as a result of various uses is discharged to the receiving environment without any treatment on a daily basis prevents water pollution and access to fresh water. All these reasons; has led scientists to seek environmentally friendly and economically sustainable, renewable alternative energy and wastewater treatment technologies. Microbial fuel cells (MYH), which is a bioelectrochemical system that can provide wastewater treatment and bioenergy production recently, are seen as a renewable and sustainable clean technology. Compared to the wastewater treatment systems of MYH technologies used today; energy production, energy recovery, small amount of treatment sludge production, no need for ventilation, carbon neutral, sustainable etc. it has many advantages. Being able to provide direct electrical energy from wastes using MYHs can become a low-cost and reliable solution to address environmental pollution and energy need issues in the near future. In this study, firstly, the general structure and potential applications of MYH technology are mentioned. Then, studies on wastewater treatment and electricity generation using MYHs were compiled and the current challenges and future potentials of this technology were mentioned.