fa بررسی کارایی پیل نمک‌زدایی میکروبی اصلاح‌شده در شیرین سازی آب‌ شور دریا بهداشت محیط Environmental Health تجربی Experimental <span style="font-family:times new roman;"><strong><span style="color:blue;">سابقه</span></strong> <strong><span style="color:blue;">و هدف: </span></strong><span style="color:windowtext;">فقدان مقادیر کافی آب شیرین یک چالش جهانی است. شیرین سازی آب را می‌توان با استفاده از سیستم‌های حرارتی یا غشایی انجام داد که هرکدام به انرژی قابل‌توجهی نیاز دارند. </span><span style="color:windowtext;">پیل نمک‌زدایی میکروبی (</span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;"><span style="font-size:9.0pt;">MDC</span></span></span><span style="color:windowtext;"><span style="font-size:9.0pt;">=</span></span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;"><span style="font-size:9.0pt;">Microbial Desalination Cell</span></span></span><span style="color:windowtext;">) فناوری نوینی است که شیرین سازی آب‌، تولید الکتریسیته و تصفیه فاضلاب را در یک راکتور انجام می‌دهد. با توجه به تولید جریان و یون‌زدایی کم این فناوری، این مطالعه با</span> <span style="color:windowtext;">هدف بهبود کارایی فرآیند انجام ‌شد.</span><br> <strong><span style="color:blue;">مواد و روش‌ها:</span></strong><span style="color:windowtext;"> در این مطالعه تجربی، قابلیت فرآیند </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">MDC</span></span><span style="color:windowtext;"> اصلاح‌شده جهت شیرین سازی آب دریا (حاوی </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">g/L</span></span><span style="color:windowtext;"> 20 </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">NaCl</span></span><span style="color:windowtext;">) بررسی شد. بدین منظور، محلول کاتد تحت دمش با ازن </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">(O₃-MDC)</span></span><span style="color:windowtext;">، و محلول میانی در معرض امواج فراصوت قرار گرفت و عملکرد راکتور طی یک دوره راهبری از لحاظ تولید جریان و نمک‌زدایی با راکتور شاهد تحت دمش با اکسیژن (</span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">O₂-MDC</span></span><span style="color:windowtext;">) و بدون امواج فراصوت مقایسه شد. حدود 75 نمونه از هر راکتور برداشت شد.</span> <span style="color:windowtext;">تشکیل بیوفیلم روی آند توسط اسکن میکروسکوپ الکترونی (</span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">SEM</span></span><span style="color:windowtext;">) و باکتری‌های غالب با تعیین توالی ژن </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">S rRNA</span></span><span style="color:windowtext;">16 بررسی شدند.</span><strong><span style="color:windowtext;"><span style="font-family:2 mitra;"></span></span></strong><br> <strong><span style="color:blue;">یافته‌ها:</span></strong><span style="color:windowtext;"> با اعمال امواج فراصوت بر محلول نمکی خام و بعد از 24 ساعت راهبری </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">O₂-MDC</span></span><span style="color:windowtext;">،</span> <span style="color:windowtext;">ولتاژ تولیدی راکتور از 3/9&plusmn;119 به 4/7&plusmn;131 میلی ولت افزایش یافت. در یک چرخه راهبری، حداکثر چگالی جریان </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">O₂-MDC</span></span><span style="color:windowtext;"> و</span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;"> O₃-MDC</span></span><span style="color:windowtext;">به ترتیب 1/16 و </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">A/m²</span></span><span style="color:windowtext;"> 5/27 بود و اختلاف معنی داری در نتایج تولید ولتاژ آنها وجود داشت<br> (0/001></span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">p</span></span><span style="color:windowtext;">). راندمان نمک‌زدایی </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">O₃-MDC</span></span><span style="color:windowtext;"> و </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">O₂-MDC</span></span><span style="color:windowtext;"> به ترتیب 74% و 55/58% بدست آمد. پروتئوباکتری‌ها، فیرمیکویت‌ها و اسیدوباکتری‌ها باکتری‌های غالب بیوفیلم را شامل می‌شدند.</span><br> <strong><span style="color:blue;">نتیجه‌گیری: </span></strong><span style="color:windowtext;">براساس نتایج این مطالعه </span><span dir="LTR"><span style="color:windowtext;">MDC</span></span><span style="color:windowtext;"> اصلاح‌شده با ازن و امواج فراصوت در صورت راهبری صحیح گزینه مناسبی برای نمک‌زدایی آب شور دریا می باشد.</span></span> <div style="text-align: justify;"><span style="font-family:times new roman;"><strong>BACKGROUND AND OBJECTIVE:</strong> Regarding fresh water scarcity rake up controversies in many parts of the world, desalinating of water and wastewaters has now been taken into consideration. Microbial desalination cell (MDC) is a new technology which can desalinate water, generate electricity, and simultaneously purify wastewaters in a reactor. However, low current generation and deionization are from main challenges of this process. This study aimed to improve the MDCs efficacy.<br> <strong>METHODS: </strong>A modified three-cell MDC consisted of anode, cathode, and middle chambers, was designed in order to water desalination (20 g/L NaCl). Here, the cathode solution was diffused via ozone (O₃-MDC) and the middle saline solution was pretreated into an ultrasonic bath. Subsequently, the results achieved in O₃-MDC in terms of water desalination and current generation were compared against those of another reactor operated under oxygen diffusion (O₂-MDC), and without ultrasonic pretreatment (control). Biofilm formation on anode surface and dominant bacteria in the O₃-MDC reactor were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM), and 16S rRNA gene sequencing, respectively.<br> <strong>FINDINGS:</strong> Saltwater pre-treatment caused to increase the electrical conductivity from 28.1 ms/cm to 35.5 ms/cm; and then current generation from 191 to 131 mV after 24 hr operation. O₂-MDC and O₃-MDC were able to remove 74% and 55.58% of NaCl from water, respectively. Proteobacteria, firmicuites and acidobacteria were dominant microbial communities in the anode biofilm based on 16S rRNA sequencing.<br> <strong>CONCLUSION:</strong> Modified MDC can be a good option for water desalination if properly navigated. Although the process is still subject to some limitations, conducting such studies can provide basics of process operationalization and commercialization.</span></div> پیل نمک‌زدایی میکروبی, پیل سوختی میکروبی, منابع انرژی بیوالکتریک, آب‌شور. Microbial Desalination Cell, Microbial Fuel Cell, Bioelectric Energy Sources, Saltwater 49 57 http://jbums.org/browse.php?a_code=A-10-4080-1&slc_lang=fa&sid=1 A Gholizadeh عبدالمجید قلیزاده gholizadeh_eng@yahoo.com 100319475328460038801 100319475328460038801 Yes Esfarayen Faculty of Medical Sciences, Esfarayen, I.R.Iran دانشکده علوم پزشکی اسفراین، اسفراین، ایران AA Neshat علی اصغر نشاط en.neshat@gmail.com 100319475328460038802 100319475328460038802 No Esfarayen Faculty of Medical Sciences, Esfarayen, I.R.Iran دانشکده علوم پزشکی اسفراین، اسفراین، ایران F Pakravan فاطمه پاکروان pakravan_fp72@yahoo.com 100319475328460038803 100319475328460038803 No Tehran University of Medical Sciences, Tehran, I.R.Iran دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران M Miri محمد میری m_miri87@yahoo.com 100319475328460038804 100319475328460038804 No Department of Environmental Health Engineering, Sabzevar University of Medical Sciences, Sabzevar, I.R.Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی سبزوار، سبزوار، ایران M Taghavi محمود تقوی taghavi66@yahoo.com 100319475328460038805 100319475328460038805 No Department of Environmental Health Engineering, Gonabad University of Medical Sciences, Gonabad, I.R.Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی گناباد، گناباد، ایران A Nikoonahad علی نیکونهاد nikoonahad_ali_n@yahoo.com 100319475328460038806 100319475328460038806 No Department of Environmental Health Engineering, Ilam University of Medical Sciences, Ilam, I.R.Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران