Microbial Electrochemical Systems for Enhanced Wastewater Treatment and Energy Recovery
Notice bibliographique
Résumé
Technologies like bio-electrochemical systems (BESs) can play a significant role in simultaneously treating waste materials and energy recovery. In this research, three kinds of BESs, including single-chamber (SCMEC) and dual-chamber (DCMEC) microbial electrolysis cells and microbial fuel cells (MFC), have been examined as wastewater treatment pathways in urban areas. The mathematical modeling of the mentioned technologies is carried out, and the models are implemented using the Python programming language. The results show that the hydrogen production rate in SCMEC is less than in DCMEC because of hydrogenotrophic bacteria activities, which are reported as about 0.86 m3 and 0.56 m3 of H2 gas per m3 of wastewater, respectively. Also, the model analysis shows that applied potential and anode surface area directly affect hydrogen production rates SCMEC and DCMEC. The calculated electric energy output was 0.033 kWh per m3 of wastewater for the MFC. Two real case studies in Montreal have been considered to investigate the potential of using the mentioned systems on an urban scale. The first district, including residential buildings, has a total daily wastewater generation of 3,000 m3/day, and 75 m3/day is assumed for the second one with a smaller non-residential building project. The model is estimated that 141 kg and 230 kg of hydrogen can be generated via SMEC and DMEC, respectively, and through the second scenario, 2.5 kWh energy can be extracted from wastewater via MFC. In the next stages, the results shown by considering the recovered energy via BESs, WWTPs consume energy to treat the same amount of wastewater compared with BESs. Also, DCMEC and SCMEC have been compared with water electrolysis (WE) technologies for hydrogen production. So, the comparisons expose that for generating one kg of hydrogen gas, DMEC is more efficient than SMEC and WE. In addition, the feasibility of using the generated hydrogen and power via microbial systems as fuel in green cars has been investigated as a final step.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».