دانلود فایل تحقیق : سمینار ارشد رشته شیمی محیط زیست: تصفیه شیرابه در پیل های سوختی میکروبی و تولید همزمان الکتریسیته

با عنوان : تصفیه شیرابه در پیل های سوختی میکروبی و تولید همزمان الکتریسیته

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – محیط زیست

عنوان:

تصفیه شیرابه در پیل های سوختی میکروبی و تولید همزمان الکتریسیته

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

تقاضای جامعه جهانی به تولید انرژی های تجدیدپذیر و جایگزین سوخت های فسیلی روز به روز در حال افزایش می باشد. با وجود اینکه تکنولوژی پیل های سوختی میکروبی، موضوع جدیدی نیست، پیشرفت های اخیر در توسعه آن، بهره گیری عملی از این تکنولوژی هم در تصفیه پساب و هم تولید الکتریسیته، آن را به سطح نسبتا قابل قبولی رسانده می باشد. پیل های سوختی میکروبی تجهیزاتی هستند که درست مشابه باطری اقدام می کنند با این تفاوت که در آنها از باکتری های بی هوازی به عنوان کاتالیست برای اکسیداسیون مواد آلی و گاها معدنی برای تولید الکتریسیته بهره گیری می گردد. مطالعه گزارش های اخیر در مورد کاربرد این تکنولوژی در تصفیه شیرابه، که به دلیل غلظت زیاد و تنوع ترکیبات پیچیده آن یکی از آلاینده ترین پساب ها می باشد، نشان می دهد که مواد متشکله آلی آن شامل ترکیبات آلی آمونیاکی، BOD و COD به میزان چشمگیری کاهش می یابد.

در این پژوهش کوشش بر آن می باشد که مدل ریاضی پیل سوختی بر مبنای مکانیسم میکروبی ارائه گردد. سپس با بهره گیری از مدل بدست آمده و نرم افزار MATLAB منحنی های توان خروجی برحسب غلظت سوبسترا (COD)، شدت جریان خروجی برحسب غلظت سوبسترا (COD)، و ولتاژ خروجی برحسب غلظت سوبسترا (COD) رسم خواهد گردید.

مقدمه:

نگرانی در مورد انتشار گازهای آلاینده به اتمسفر و افزایش دمای زمین چند سالی می باشد که از مهمترین نگرانی های نوع بشر شده می باشد. افزایش بهره گیری از سوخت های فسیلی با افزایش روزافزون تقاضا برای انرژی، دانشمندان را به یافتن منابع انرژی جایگزین و تجدیدپذیر واداشته می باشد. از طرف دیگر، دفع پسماندهای شهری در لندفیلدها، خود از مشکلاتی می باشد که نگرانی های زیست محیطی زیرا آلوده شدن منابع آب های زیرزمینی در نتیجه نفوذ شیرابه حاصل از پسماندهای دفن شده در زیر خاک، شیوع بیماری ها، بوی مشمئز کننده حاصل از تعفن و بسیاری از موارد دیگر، دانشمندان را به مطالعه و پژوهش برای یافتن راه حلی برای تصفیه شیرابه و روش های دفع آن واداشته می باشد. شیرابه حاصل از لندفیلد یکی از آلوده ترین پساب ها می باشد که BOD و COD بسیار زیاد آن وجه فرق شیرابه و فاضلاب شهری می باشد. روش های مختلف در تصفیه شیرابه کاربرد دارد اما با هیچ یک از روش های موجود چه از بعد مصرف انرژی و هزینه های گزاف تحمیلی و چه از بعد راندمان مناسب و کاهش BOD و COD آن به نحوی که قابل دفع در محیط باشد نتایج مطلوب به دست نیامده می باشد. تکنولوژی پیل های سوختی میکروبی چند دهه ای می باشد که از اهمیت ویژه ای برخوردار شده می باشد. پیل سوختی میکروبی به لحاظ “سبز” بودن مناسب ترین تکنولوژی برای تصفیه شیرابه و تولید همزمان انرژی می باشد. اما مشکل اساسی آن، توان خروجی و بازدهی کم انرژی آن می باشد که اکثرا ناشی از متابولیسم کند میکروب ها می باشد. به هرحال، با پیشرفت های زیادی که در توسعه آن حاصل می گردد، می توان به آینده پرکاربرد این تکنولوژی چه در زمینه تصفیه پساب و چه در زمینه تولید انرژی تجدیدپذیر بسیار امیدوار بود.

در این پژوهش، آغاز به معرفی پیل سوختی، تاریخچه، مبانی و انواع آن پرداخته شده می باشد که پیل سوختی میکروبی نیز از نسل های بعدی آن به شمار می رود. سپس، پیل های سوختی میکروبی و انواع آن مطرح شده می باشد. تشریح اجزا، مکانیسم عملکرد، کاربردها و مسائل و معضلات مربوط به آن به صورت کامل مطرح شده می باشد. در پایان نیز به مرور کاربرد پیل های سوختی میکروبی در تصفیه شیرابه و پیشرفت های اخیر آن پرداخته شده می باشد.

فصل اول: پیل های سوختی

1-1) پیشینه پیل سوختی

برخلاف سایر تکنولوژی ها، پیل سوختی تاریخچه نسبتا طولانی دارد. ویلیام روبرت گرو (William Robert Grove)، که یک وکیل بود و بعدها دانشمند گردید، در سال 1839 اولین پیل سوختی را ابداع نمود. همانظور که در شکل 1-1 نظاره می گردد، او اکسیژن و هیدروژن را در یک سری لوله آزمایش به گونه مجزا قرار داد و فاصله میان آنها را با اسید سولفوریک رقیق پر نمود (سمت چپ شکل 1-1). سپس درون هریک از لوله های آزمایش یک الکترود پلاتینی قرار داد و آنها را به یک ولت متر متصل نمود (سمت راست شکل 1-1).

او نظاره نمود که یک جریان ثابت بین الکترودها مستقر گردید و سطح آب نیز همزمان شروع به افزایش نمود. آن چیز که که رخ داد در واقع واکنش عکس الکترولیز آب بود. واکنشی که رخ داد همان واکنش سوختن هیدروژن بود که در معادله 1-1 نشان داده شده می باشد. با این تفاوت که در پیل سوختی، انرژی الکتریکی تولید می گردد اما در واکنش سوختن مستقیم هیدروژن، احتراق، فقط گرما تولید می گردد.

H2+1/2O2->H2O

پس از این ابداع، دانشمندان زیادی کوشش در بالا بردن بازدهی پیل سوختی داشتند. در سال 1886، لودویگ موند، شیمیدان، و دستیارش کارل لنگر یک پیل سوختی هیدروژن / اکسیژن ساختند که شدت جریان 6 آمپر بر فوت مربع و ولتاژ 0/73 ولت تولید می نمود. الکترود مورد بهره گیری آنها پلاتین نازک و متخلخل و الکترولیت آن به شکل شبه جامد بود. در سال 1896 یک مهندس برق و شیمیدان، ویلیام جکس، کوشش نمود بر مبنای پیل سوختی، مستقیما از ذغال الکتریسیته تولید کند. او از یک باز برای الکترولیت و کربن برای الکترودها بهره گیری نمود اما نتوانست در باطری کربن خود واکنش الکتروشیمیایی ایجاد کند. امیل بور از سوئیس، یک پژوهش در مورد یک نوع پیل سوختی انجام داد که در دماهای زیاد اقدام می نمود و الکترولیت آن نقره مذاب و بخشی از آن شامل الکترولیت اکسید فلز و خاک رس بود. فردریک ویلهلم استوالد در سال 1893 توانست به تئوری شیمی بنیادی نحوه عملکرد پیل سوختی دست یابد.

تعداد صفحه : 63

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

قیمت : شش هزار تومان

 

***

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        serderehi@gmail.com