شهدت كلية الهندسة جامعة بغداد المناقشة العلنتية لطالب الدكتوراة احمد مصطفى صادق في قسم الهندسة البيئية، عن اطروحتة الموسومة بــخلية التحلية الاحيائية بالتركيب الضوئي لإنتاج المياه النظيفة وتوليد الطاقة الحيوية المتجددة في وقت واحد وذلك يوم الاربعاء المصادف 20\12\2023 باشراف الاستاذ الدكتور زينب زياد اسماعيل
أن ضمان توفير مياه شرب نظيفة وآمنة يعد أمرًا ضروريًا بسبب النمو السكاني العالمي واستنزاف وشحة مصادر المياه العذبة. ومن أجل التغلب على هذه المشكلة فأن اللجوء الى استخدام وتطبيق التقنيات الحيوية يعًد اختيار مهم وملزم كونها تقنيات صديقة للبيئة تجمع بين معالجة مياه الصرف وتقليل استهلاك الطاقة مع تحلية المياه المالحة في آن واحد. تعد خلية التحلية الحيوية (MDC) والتي تعد نوعًا حديثًا من انواع خلايا الوقود الحيوي (MFC) تطبيقا لهذا الابتكار. علاوة على ذلك، فأن استخدام الطاقة الشمسية غير المستغلة في خلايا التحلية الحيوية الضوئية (PMDCs) يعد تطورا ايجابيا في تطبيقات منظومات خلايا الوقود الحيوي مستقبلا بكفاءة في معالجة مياه الصرف ويمكن أن يكون لهذا النهج دورًا حيويًا في مواجهة ندرة المياه والتحديات البيئية.
لذا هدفت الدراسة إلى تطوير وتقييم أربع وحدات مختبرية مختلفة التصميم من خلايا التحلية الحيوية الضوئية (PMDCs) حيث تم تصميم هذه الخلايا لمعالجة مشتركة لمياه الصرف الصحي البلدية التي تم تجميعها من محطة الرستمية الخاصة بمعالجة مياه الصرف الصحي البلدية ، كذلك أيضا تحلية مياه البحر المالحة وانتاج الطاقة الكهربائية في آن واحد.
وبعد الدراسة المستفيضة أظهرت النتائج أنه بالنسبة لنظام SC-PMDC، اظهرت نماذج Teissier, Moser,، Monod, Blackman معدلات تطابق ممتازة، مع النتائج التجريبية بمعاملات تحديد R2 تتراوح بين 0.94 و0.96. وبالمثل، في حالة TC-PMDC، أظهر نموذج Blackman تطابق جيد جدا مع البيانات التجريبية لنمو البكتيريا، مما أسفر عن R2 بقيمة 0.96. بالنسبة إلى EC-PMDC، أظهرت نماذج Blackman، Monod، Moser، وTeissie تطابق ممتازة مع قيم 2R من 0.96 إلى 0.98. اما (MT-PMDC) أظهرت تطابق قويا بشكل خاص مع نموذج Blackman، مع R2 0.95. كذلك تم فحص نموذج ديناميكي لنمو الطحالب الدقيقة في وحدة الكاثود لجميع الخلايا الأربعة، حيث حققت TC-PMDC قيمة R2 0.882، في حين كانت قيم R2 EC-PMDC وSC-PMDC هي 0.782 و0.830، على التوالي. والجدير بالذكر أن MT-PMDC كان أعلى قيمة R2هي 0.915، مما يدل على تناسب عالي. اما بالنسبة الى Han-Levenspiel، كان التوافق بين نتائج الموديل والنتائج الفعلية غير مرضٍ بالنسبة لوحدات PMDC.حيث كانت قيم R2 SC-PMDC، TC-PMDC، EC-PMDC، وTM-PMDC 0.66، 0.8، 0.8، و0.67 على التوالي. علاوة على ذلك، تم تطوير النماذج الرياضية، ولا سيما النموذج الكهروكيميائية، لتوصيف أداء خلايا التحلية الميكروبية. أظهرت هذه النماذج تطابق جوهريا مع النتائج التجريبية. كانت نتائج TC-PMDC مطابقة بشكل جيد مع قيمة R2 = 0.94 . وبالمثل، أظهرت EC-PMDC مع قيمة R2= 0.92، SC-PMDC حققت = R2 0.89، وMT-PMSC وصلت قيمته الى 0.93. اما من حيث كثافة طاقة الناتجة، اظهرت المقارنة بين النتائج المتوقعة والتجريبية أيضا عن تطابق كبير. وكانت TC-PMDCبمعامل R2 0.91، EC-PMDC سجل 0.96، SC-PMDC حققت 0.91، وMT-PMDC أظهرت 0.93. هذه النتائج تزيد من دقة النماذج في وصف أداء خلايا التحلية الميكروبية التمثيل الضوئي (PMDC).
وبعد المناقشة العلمية من قبل السادة اعضاء لجنة المناقشة والاستماع لدفاع الباحث وتقييم الاطروحة حصل الباحث على درجة الدكتوراة في الهندسة البيئية
