[14].MFC-CDI coupling could allow r

[14].
MFC-CDI coupling could allow removal of both organic contam- inants and salts, requiring minimum external energy supply (if not completely self-powered), which would be a great advantage for the unconventional oil and gas industry that often takes place in off-grid remote sites. Previous studies have combined MFCs with desalination devices [15–17], but never before with a hypersaline MFC. A widely used approach found in literature integrates the MFC and the CDI in a single device, microbial capacitive desalination cells (MCDC), which have the main drawback that pH decreases in the anode chamber (inhibiting bacteria and MFC performance) since protons released during degradation of organic compounds cannot travel to the cathode to recombine with O2 and electrons to form water [17].
No previous publications have tested the possibility of MFCs to treat hypersaline produced waters and use the generated electric- ity to power a desalination device. In this paper we assess whether an MFC can perform when fed directly with produced wastewater with autochthonous bacteria from shale gas/oil formation. Proof of concept that hypersaline MFCs (100 g/L NaCl) can generate enough electricity to drive desalination in a separate device (i.e., a commer- cial CDI unit) is also presented.






2. Materials and methods

2.1. MFC reactor

A single chamber batch-fed air cathode MFC was used to assess the viability of exoelectrogenic bacteria in real produced wastew- ater. Materials and experimental set up were previously described [10].
The produced wastewater used in this study was collected from Barnett Shale formation (Bend Arch–Fort Worth Basin Province, TX) from a well that had been operating for 100 days. Some character- istics from these sample include a turbidity of 178 NTU, pH = 6.9, Total dissolved solids (TDS) = 85.7 g/L and COD = 10.52 ± 1.34 g/L. The MFC was directly fed with produced wastewater as the only source of bacteria and nutrients, and it was monitored by voltage production through a multimeter (model 2100, Keithley Instru- ments Inc, Cleveland, OH) with an external load of 510 Q. COD degradation was measured using a HACH HR COD colorimetric
assay (Hach Company, CO). Serial dilutions were made until the Cl−
concentration was within the range recommended by the manu- facturer (upper limit 1000 mg/L Cl− for diluted samples).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

[14]คลัป MFC CDI ให้กำจัดอินทรีย์ contam-inants และเกลือ แหล่งจ่ายพลังงานภายนอกต่ำต้อง (ถ้า ไม่สมบูรณ์เองขับเคลื่อน), ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการแหกคอกอุตสาหกรรมก๊าซและน้ำมันที่มักจะเกิดในไซต์ระยะไกลของกริด การศึกษาก่อนหน้านี้ได้รวมเดอร์แยกเกลือออกจากอุปกรณ์ [15-17], แต่ไม่เคยมาก่อนกับ hypersaline MFC วิธีการที่ใช้กันแพร่หลายในวรรณกรรมรวม MFC และ CDI ในเครื่องเดียว จุลินทรีย์ควบคุมแยกเกลือออกจากเซลล์ (MCDC), ซึ่งมีข้อเสียเปรียบหลักที่ลดลงค่า pH ในช่องแอโนด (ยับยั้งแบคทีเรียและประสิทธิภาพการทำงานของ MFC) ตั้งแต่โปรตอนออกในระหว่างการย่อยสลายสารอินทรีย์ไม่สามารถเดินทางไปยังแคโทดจะ recombine กับ O2 และอิเล็กตรอนแบบน้ำ [17]สิ่งพิมพ์ที่ก่อนหน้านี้ไม่ได้ทดสอบเดอร์ในการรักษา hypersaline ผลิตน้ำ และใช้การสร้างไฟฟ้าจากพลังงานแยกเกลือออกจากอุปกรณ์ที่อาจเกิดขึ้น ในเอกสารนี้ เราประเมินว่าสามารถทำ MFC เมื่อเลี้ยงโดยตรง โดยผลิตน้ำเสียด้วยแบคทีเรีย autochthonous จากดินดานน้ำมันก๊าซก่อ ยังมีแสดงหลักฐานของแนวคิดที่ hypersaline เดอร์ (100 g/L NaCl) สามารถสร้างไฟฟ้าการแยกเกลือออกจากไดรฟ์เพียงพอในอุปกรณ์แยกต่างหาก (เช่น การสร้างสรรค์ภาพยนตร์โฆษณาของ CDI หน่วย)2. วัสดุและวิธีการ2.1. MFC ปฏิกรณ์รังสีแคโทดเลี้ยงชุดอากาศห้องเดี่ยว MFC ถูกใช้เพื่อประเมินศักยภาพของแบคทีเรีย exoelectrogenic ใน wastew-ater ที่ผลิตจริง วัสดุและทดลองติดตั้งอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ [10]น้ำเสียที่ผลิตที่ใช้ในการศึกษานี้ถูกรวบรวมจากบาร์เน็ตต์ดินดานก่อตัว (งอโค้ง – ป้อมมูลค่าลุ่มจังหวัด TX) จากดีที่มีการทำงาน 100 วัน บาง istics อักขระจากตัวอย่างเหล่านี้ได้แก่ความขุ่นของเอ็นทียู 178, pH = 6.9 รวมละลายของแข็ง (TDS) = 85.7 แยกและ COD = 10.52 ± 1.34 g/l MFC ถูกเลี้ยง ด้วยน้ำเสียที่ผลิตเป็นแหล่งเดียวของเชื้อแบคทีเรียและสารอาหารโดยตรง และมันถูกตรวจสอบ โดยการผลิตแรงดันไฟฟ้าผ่านเป็นมัลติมิเตอร์ (รุ่น 2100, Keithley เป็นตราสารอนุพันธ์ดัง Inc, Cleveland, OH) ที่โหลดภายนอกของ 510 Q. COD สลายโดยวัดใช้ COD HR HACH เครื่องวัดสีทดสอบ (บริษัท Hach, CO) ทำอนุกรมเจือจางจนถึง Cl−คือความเข้มข้นอยู่ในช่วงแนะนำ โดย manu-facturer (บนจำกัด 1000 mg/L Cl− สำหรับตัวอย่างเจือจาง)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

[14].
MFC-CDI มีเพศสัมพันธ์อาจทำให้การกำจัดของทั้ง inants contam- อินทรีย์และเกลือที่กำหนดขั้นต่ำในการจัดหาพลังงานภายนอก (ถ้าไม่สมบูรณ์ในตัวเองขับเคลื่อน) ซึ่งจะเป็นประโยชน์มากสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซแหกคอกที่มักจะใช้เวลา สถานที่ในไซต์ระยะไกลนอกตาราง การศึกษาก่อนหน้านี้ได้รวม MFCs กับอุปกรณ์ desalination [15-17] แต่ไม่เคยมาก่อนด้วย hypersaline เอ็มเอฟ วิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายพบในวรรณคดีรวมเอ็มเอฟและ CDI ในเครื่องเดียว, จุลินทรีย์เซลล์ desalination capacitive (MCDC) ซึ่งมีข้อเสียเปรียบหลักที่มีค่า pH ลดลงในห้องขั้วบวก (การยับยั้งเชื้อแบคทีเรียและประสิทธิภาพการทำงานของเอ็มเอฟ) ตั้งแต่โปรตอนการปล่อยตัวในช่วงการย่อยสลาย ของสารอินทรีย์ไม่สามารถเดินทางไปแคโทดที่จะรวมตัวกับ O2 และอิเล็กตรอนในรูปแบบน้ำ [17].
ไม่มีสิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้ได้รับการทดสอบเป็นไปได้ของการรักษา MFCs น้ำผลิต hypersaline และใช้ ity ช่างสร้างอุปกรณ์ไฟฟ้า desalination ในบทความนี้เราประเมินว่าเอ็มเอฟสามารถดำเนินการเมื่อเลี้ยงน้ำเสียโดยตรงกับการผลิตที่มีเชื้อแบคทีเรีย autochthonous จากก๊าซจากชั้นหิน / การก่อน้ำมัน หลักฐานของแนวคิดที่ hypersaline MFCs (100 กรัม / ลิตรโซเดียมคลอไรด์) สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากพอที่จะผลักดันการกลั่นน้ำทะเลในอุปกรณ์ที่แยกต่างหาก (เช่น commer- หน่วย cial CDI) จะนำเสนอยัง.






2 วัสดุและวิธีการ

2.1 MFC ปฏิกรณ์

เดียวหอการค้าชุดเฟดแคโทดอากาศเอ็มเอฟถูกนำมาใช้ในการประเมินศักยภาพของแบคทีเรีย exoelectrogenic ในการผลิตจริงผสม wastew- วัสดุและชุดทดลองขึ้นถูกอธิบายไว้ก่อนหน้า [10].
น้ำเสียที่ผลิตใช้ในการศึกษาครั้งนี้ได้รับการเก็บรวบรวมจากการก่อหินอายุ (Bend Arch-Fort Worth ลุ่มน้ำจังหวัด TX) จากดีที่ได้รับการดำเนินงาน 100 วัน บางตัวอักษร istics จากตัวอย่างเหล่านี้รวมถึงความขุ่น 178 NTU ค่า pH = 6.9 ของแข็งละลายทั้งหมด (TDS) = 85.7 กรัม / ลิตรและ COD = 10.52 ± 1.34 กรัม / ลิตร เอ็มเอฟเป็นอาหารโดยตรงกับน้ำเสียผลิตเป็นแหล่งเดียวของเชื้อแบคทีเรียและสารอาหารและมันก็ถูกตรวจสอบโดยการผลิตแรงดันไฟฟ้าผ่านมัลติมิเตอร์ (โมเดล 2100 เป็นเครื่อง Keithley ments Inc, คลีฟแลนด์, โอไฮโอ) ที่มีความเร็วในการโหลดภายนอกของ 510 Q. COD ย่อยสลายได้รับการวัดโดยใช้สี HACH ทรัพยากรบุคคล COD
การทดสอบ (Hach บริษัท CO) เจือจางอนุกรมถูกสร้างขึ้นมาจนกระทั่ง Cl-
ความเข้มข้นอยู่ในช่วงที่แนะนำโดย facturer มนู (Upper Limit 1000 mg / L Cl- สำหรับตัวอย่างปรับลด)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

[ 14 ]mfc-cdi Coupling สามารถช่วยกำจัดทั้งอินทรีย์ contam - inants และเกลือ โดยการจัดหาพลังงานจากภายนอกน้อยที่สุด ( ถ้าไม่สมบูรณ์ด้วยตนเองขับเคลื่อน ) ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับแหกคอกน้ำมันและก๊าซอุตสาหกรรมที่มักจะใช้สถานที่ในการปิดเส้นตารางไซต์ระยะไกล การศึกษาก่อนหน้านี้ได้รวม MFCs กับผ่านอุปกรณ์ [ 15 – 17 ) แต่ไม่เคยมี hypersaline MFC . เป็นใช้กันอย่างแพร่หลาย วิธีการที่พบในวรรณกรรมรวม MFC และ CDI ในอุปกรณ์เดียว จุลินทรีย์แบบผ่านเซลล์ ( mcdc ) ซึ่งมีข้อเสียเปรียบหลักที่ pH ลดลงในขั้วบวก ( ห้องยับยั้งแบคทีเรียและประสิทธิภาพ MFC ) เนื่องจากโปรตอนออกในระหว่างการย่อยสลายสารอินทรีย์ไม่สามารถเดินทางไปยังขั้วลบให้แขกกับ O2 และ อิเล็กตรอน ในรูปแบบน้ำ [ 17 ]ไม่มีสิ่งพิมพ์ก่อนหน้านี้มีการทดสอบความเป็นไปได้ของการรักษา hypersaline MFCs ผลิตน้ำและใช้ผลิตไฟฟ้า - ity ให้พลังงานอุปกรณ์ท้องอืด ในกระดาษนี้เราประเมินว่าบริษัทสามารถดำเนินการได้เมื่อได้รับโดยตรง กับที่ผลิตใน autochthonous แบคทีเรียจากหินดินดานก๊าซ / น้ำมันก่อตัว หลักฐานของความคิดที่ hypersaline MFCs ( 100 g / L NaCl ) สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะขับรถผ่านในอุปกรณ์แยกต่างหาก ( เช่น เป็นโคมเมอร์ - ่หน่วย CDI ) ยังเสนอ2 . วัสดุและวิธีการ2.1 . บริษัทเครื่องปฏิกรณ์เป็นห้องเดี่ยวเลือกชุดป้อนอากาศขั้วแคโทดที่ใช้ประเมินความมีชีวิตของ exoelectrogenic แบคทีเรียจริง ผลิต wastew - ater วัสดุและชุดทดลองก่อนหน้านี้อธิบาย [ 10 ]ผลิตน้ำที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้เก็บรวบรวมข้อมูลจากการก่อตัว Barnett หินดินดาน ( โค้งโค้ง - ฟอร์ตเวิร์ธอ่างจังหวัด , TX ) จากที่เคยผ่าตัดเป็นเวลา 100 วัน บางตัวละคร - พื้นฐานจากตัวอย่างได้แก่ ความขุ่น NTU pH = 178 , 000 ของแข็งทั้งหมด ( TDS ) = 15 กรัม / ลิตรและ COD = 10.52 ± 1.34 กรัม / ลิตรที่ได้รับเลือกโดยตรงผลิตน้ำเสียเป็นเพียงแหล่งที่มาของเชื้อแบคทีเรีย และธาตุอาหาร และถูกตรวจสอบโดยการผลิตแรงดันผ่าน มัลติมิเตอร์ ( รุ่น 2100 คีทลีย์ , ชุดอุปกรณ์ - ments Inc , Cleveland , OH ) ด้วยภาระภายนอกของ 510 ถ. วัดซีโอดีการใช้ HACH HR Colorimetric ซีโอดีการใช้บริษัท HACH , Co ) ซีเรียลเจือจางได้จนกว่า Cl −ความเข้มข้นในช่วงแนะนำโดย - facturer มนู ( Upper จำกัด 1000 มก. / ล. Cl −เพื่อเจือจางตัวอย่าง )