Ekolojik yakıt hücresi entegre yapay sulak alan sistemlerinde bitkilerin biyoelektrik üretme ve atık su arıtma performanslarına etkisinin araştırılması/ Çağdaş Saz.

Abstract

Bu çalışmada, mikrokozm ölçekli tasarlanmış yapay sulak alan entegre ekolojik yakıt hücresi modülleri içerisindeki bitki örtüsünün atık suyun arıtım sürecine etkisi ve biyoelektrik üretim potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışma için arazi koşulları altında farklı türde bitki türlerine (Typha latifolia L., Typha angustifolia L. (Typhaceae), Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. (Poaceae), Juncus gerardii Loisel. subsp. gerardii (Juncaceae) ve Carex divisa Hudson. (Cyperaceaea))sahip iki tekrarlı olarak 4 adet bitkili ve 1 adet bitkisiz kontrol modülü olmak üzere 5 adet (toplamda 10 adet) YSA-EYH modülü kurulmuş ve araştırmalar bu modüller üzerinden gerçekleştirilmiştir. YSA-EYH modülleri üzerinde 88 gün boyunca gerçekleştirilen biyoremediasyon ve biyoelektrik üretim potansiyeli deneyleri sonucunda, bitkili YSAEYH modüllerinin bitkisiz YSA-EYH modülüne kıyasla daha yüksek arıtım verimliliğine sahip olduğu ve bitkili YSA-EYH modüllerinde ortalama KOİ, NH4+ ve toplam fosfor arıtım verimliliği sırasıyla, % 85-88, % 95-97 ve % 95-97 arasında değiştiği bulunmuştur. Bununla birlikte, en yüksek NO3- giderimi (% 63), bitkisiz kontrol modülünde olduğu saptanmıştır. Modüllerin ortalama çıkış voltajı, güç yoğunluğu ve kolumbik verimliliği sırasıyla 1,01±0,14 V, 7,47±13,7 mWatt/m2 ve % 8,28±10,4 olan Typha angustifolia bitkisine sahip yapay sulak alan ekolojik yakıt hücresi modülünde tespit edilmiştir. Sonuçlar, YSA-EYH matrisinde bitki örtüsünün varlığının arıtım verimliliği ve biyoelektrik üretimi için yararlar sağladığını göstermektedir. Ayrıca, organik bileşiklerin biyolojik olarak parçalanmasından sorumlu olan ve anottan, katotta doğru elektron akışını katalize olan mikrobik etkenleri arttırdığını tespit edilmiştir. Sonuç olarak, bu tür sulak alan sistemleri tasarlayacak mühendislerin, arıtım verimliliğini ve biyoelektrik üretimini en üst düzeye çıkarmak için YSA-EYH modülünde bitkili yapay sulak alan ekolojik yakıt hücresi dizayn etmeleri önerilmektedir.