Investigation of direct electricity production from different ındustrial wastewaters and concentrated organic wastes by using microbial fuel cell (MFC)

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: İDRİS BİRYOL

Danışman: Azize Ayol

Özet:

Mikrobiyal yakıt hücreleri (MFC'ler), eş zamanlı olarak biyoelektrik üretme ve endüstriyel nitelikli atıksuları sürdürülebilir bir şekilde arıtma potansiyeline sahip bir teknoloji olarak ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada, biri titanyum elektrotlarla, diğeri grafit elektrotlarla donatılmış iki çift odacıklı MFC konfigürasyonunun performansı, dört farklı endüstriyel atıksu ve bir kentsel nitelikli atıksu kullanılarak sistematik olarak değerlendirilmiştir: zeytinyağı üretiminden kaynaklanan karasu, katı atık sahası sızıntı suyu, mezbaha atıksuları, maya işleme atık suyu ve kentsel nitelikli atıksu. Seçilen substratlar, yüksek kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve önemli organik yüklerle karakterize edilmiştir. Deneysel sonuçlar, elektrot malzemesinin arıtma verimliliği üzerinde belirgin bir etkisi olduğunu, grafit bazlı sistemlerin özellikle aerobik son işlem koşulları altında mezbaha ve maya atık sularında %93'e kadar KOİ giderme oranlarına ulaştığını göstermiştir. Buna bağlı olarak, maya endüstrisi atıksuları için en yüksek güç yoğunlukları 30 mWm⁻²'ye, mezbaha atık suyu için ise 6,8 mWm⁻²'ye ulaşmıştır. Buna karşılık, zeytin karasu yalnızca daha düşük bir elektrik çıkışı (1,3 mWm⁻²) üretirken, katı atık depolama sahası sızıntı suyu sınırlı elektrokimyasal aktivite göstermiştir. Bu bulgular, MFC etkinliğini belirlemede elektrot materyali ve substrat türü arasındaki kritik etkileşimi vurgulayarak, optimize edilmiş enerji geri kazanımı için yüksek kirliliğe sahip atıksular için grafit elektrotların uygunluğunu vurgulamaktadır. Sonuçlar ayrıca, MFC teknolojisinin mevcut endüstriyel atık su yönetiminde düşük enerjili ve çevreye duyarlı bir arıtma stratejisi olarak entegre edilmesini desteklemektedir.