Electricity generation from cassava wastewater by a single chamber microbial fuel cell - Nattakarn Prasertsung (Chulalongkorn University, 2011)
งานวิจัยนี้ศึกษาผลกระทบของภาระบรรทุกอินทรีย์ พีเอช และอุณหภูมิต่อการบำบัดน้ำเสียแป้งมันสำปะหลังและพลังงานที่ได้จากกเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพแบบช่องเดี่ยว งานวิจัยแบ่งเป็นสองส่วนภายใต้การควบคุมอุณหภูมิ 45 และ 30 องศาเซลเซียส โดยส่วนแรกควบคุมค่าพีเอชที่ 7.0 ในการกำจัดซีโอดีและพลังงานที่ได้ต่อผลของภาระบรรทุกอินทรีย์ 0.56, 1.44, 2.79, 4.14 และ 6.25 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ส่วนที่สองศึกษาผลของค่าพีเอชที่ 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.5, 8.0, 8.5 และ 9.0 ต่อการกำจัดซีโอดีและพลังงานที่ได้เมื่อควบคุมภาระบรรทุกอินทรีย์เป็น 0.56 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน เมื่อควบคุมค่าพีเอชเป็น 7.0 พบว่าประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีสูงสุดเมื่อภาระบรรทุกอินทรีย์เป็น 0.56 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน ภายใต้อุณหภูมิทั้งสองค่า โดยมีประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีเป็นร้อยละ 91.44 ± 0.72 และ 90.72± 0.87 ที่ 30 องศาเซลเซียส และ 45 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ขณะที่ค่าพลังงานสูงสุดได้จากภาระบรรทุกอินทรีย์ 6.25 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน เป็น 28.68 วัตต์/ลบ.ม. ที่ 30 องศาเซลเซียส และ 27.85 วัตต์/ลบ.ม.ที่ 45 องศาเซลเซียส ค่าประสิทธิภาพของคูลอมบ์สูงสุดได้จากภาระบรรทุกอินทรีย์ 0.56 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน โดยเป็นร้อยละ 30.2 ที่ 30 องศาเซลเซียส และร้อยละ 28.5 ที่ 45 องศาเซลเซียส ทั้งนี้พบว่าอุณหภูมิมีผลกระทบต่อการส่งผ่านของอิเล็กตรอนจากแอโทดไปยังแคโทด ที่อุณหภูมิต่ำอิเล็กตรอนจะส่งผ่านได้ดีกว่าที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากผลกระทบของอุณหภูมิที่สูงขึ้นทำให้ความต้านทานของอุปกรณ์ไฟฟ้าสูงขึ้นด้วย ดังนั้นพลังงานที่ได้จึงลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ภาระบรรทุกอินทรีย์เป็น 0.56 กก.ซีโอดี/ลบ.ม.-วัน พบว่าการกำจัดซีโอดีสูงสุดได้จากค่าพีเอช 7.5 ของอุณหภูมิทั้งสองค่า โดยมีประสิทธิภาพการกำจัดซีโอดีเป็นร้อยละ 96.77 ± 0.93 และ 95.93 ± 1.44 ที่ 30 องศาเซลเซียส และ 45 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ขณะที่ค่าพลังงานสูงสุดได้จากค่าพีเอช 8.5 เป็น 30.30 วัตต์/ลบ.ม. ที่ 30 องศาเซลเซียส และ 26.06 วัตต์/ลบ.ม.ที่ 45 องศาเซลเซียส ค่าประสิทธิภาพของคูลอมบ์สูงสุดได้จากค่าพีเอช 8.5 โดยเป็นร้อยละ 52.9 ที่ 30 องศาเซลเซียส และ 50.6 ที่ 45 องศาเซลเซียส กลุ่มจุลชีพในช่องแอโนดจากเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพแบบช่องเดี่ยวที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส แบ่งเป็นสี่กลุ่มได้แก่ Gammaproteobacteria, Betaprotobacteria, Bacteroidetes และ Firmicutes ขณะที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส แบ่งได้เป็นสามกลุ่มได้แก่ Gammaproteobacteria, Betaprotobacteria และ Firmicutes โดยกลุ่มจุลชีพที่พบมีหลายประเภท ได้แก่ กลุ่มแบคทีเรียทำหน้าที่หมักในระบบไร้อากาศ กลุ่มแบคทีเรียผลิตอิเล็กตรอนออกภายนอกเซลล์ แบคทีเรียย่อยสลายมีเทน แบคทีเรียย่อยสลายซัลเฟต และกลุ่มแบคทีเรียกึ่งใช้อากาศ