114
115 II. A 14 L hasznos térfogatú, méretnövelt légkatódos mikrobiális üzemanyagcellákból kialakított modulok alkalmasak nagy szervesanyag tartalmú tejipari modellszennyvíz biodegradálható szervesanyag tartalmának csökkentésére.
- 500 mg L-1 befolyó KOI koncentrációk esetén az elfolyó KOI értékek minden esetben a tejipari szennyvizekre vonatkozó 110 mg L-1-es kibocsátási határérték akatt voltak.
- 900 – 1500 mg KOI L-1 szervesanyag tartalmú befolyók esetén 74,6 ± 7,3%-os és 67,6 ± 8,9%-os szubsztrát eltávolítási hatékonyságot figyeltem meg a két kísérleti rendszerben, míg 1500 – 3830 mg KOI L-1 szervesanyag tartalmú befolyóknál a két modul átlagos szervesanyag eltávolítási hatékonysága 67,9 ± 12,6%-nak adódott.
- Mindkét modul képes volt tartani a közcsatornára engedés határértékét (1000 mg KOI L-1) egészen addig, míg a befolyó tejipari műszennyvíz KOI értéke 3000 mg L-1 fölé nem emelkedett.
- Az eredmények alapján a vizsgált rendszerek szervesanyag eltávolítási kapacitásának felső határa 0,82 ± 0,11 kg KOI m-3 nap-1.
Kapcsolódó publikáció:
Lóránt, B., Gyalai-Korpos, M., Goryanin, I., Tardy, G. M. (2021) „Application of Air Cathode Microbial Fuel Cells for Energy Efficient Treatment of Dairy Wastewater.” Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 65(2), pp. 200-209.
https://doi.org/10.3311/PPch.16695 IF: 1,571
116 III. Nátrium-acetát és pepton szubsztrátok exoelektrogén mikrobák általi biodegradációja alacsony koncentrációk estén is hatékonyan zajlik, így az exoelektrogén biofilm maximális bioelektromosság-termelő képessége már igen alacsony (20–25 mg DOC L-1) szubsztrát koncentrációk esetén kiaknázható.
- Az exoelektrogén biodegradáció kinetikai vizsgálatára kialakított H-típusú mikrobiális üzemanyagcellák külső áramkörén mérhető feszültségnek a tápoldat DOC tartalmától való függését Monod-kinetika jellegű függvénnyel lehetett leírni.
- A paraméterillesztéssel meghatározott KS szubsztrát féltelítési állandó értékei minden vizsgált esetben 1 mg DOC L-1-nél kisebbek voltak.
- A mérési pontokra illesztett Monod-görbék feszültség értékei az acetát szubsztráttal üzemelő MFC-ben katalizátorréteg nélküli elektróddal 16 mg DOC L-1-ig, Pt- katalizátorral ellátott elektróddal 12 mg DOC L-1-ig, míg pepton szubsztráttal üzemelő cellában a katalizátor nélküli grafitszövet elektróddal 20 mg DOC L-1-ig, Pt/C katalizátorral ellátott katóddal pedig 22 mg DOC L-1-ig kevesebb, mint 5%-ot csökkentek az elméleti Umax értékhez képest.
Kapcsolódó publikációk:
Lóránt, B., Lóka, M., & Tardy, G. M. (2015). „Substrate concentration dependency of electricity production in microbial fuel cells.” IYCE 2015 - Proceedings: 2015 5th International Youth Conference on Energy.
https://doi.org/10.1109/IYCE.2015.7180786
Tardy, G. M., Lóránt, B., & Lóka, M. (2017). „Substrate concentration dependence of voltage and power production characteristics in two-chambered mediator-less microbial fuel cells with acetate and peptone substrates.” Biotechnology Letters, 39(3), 383–389.
https://doi.org/10.1007/s10529-016-2256-3 IF: 1,730
117 IV. Biodegradálható szervesanyagok mennyiségi meghatározása a vizsgált légkatódos üzemanyagcellákban folytonos tápoldat áramoltatás mellett az áramerősség szubsztrátkoncentráció függése alapján csak nagyon szűk koncentráció- tartományban (~ 5 – 70 mg KOI L-1) lehetséges.
- A légkatódos mikrobiális üzemanyagcella áramerősségének szubsztrát koncentráció függése Monod-kinetikával volt leírható acetát és pepton szubsztrát esetén is. A KS
szubsztrát féltelítési állandó értékei minden esetben 10 mg KOI L-1 értéknél kisebbek voltak.
- 100 Ω külső ellenállást alkalmazva a vizsgált szubsztrátok kimutatási határának az 5 mg KOI L-1 érték adódott.
- 100 Ω külső ellenállás esetén 40 mg KOI L-1 szervesanyag koncentráció alatt a mérés érzékenysége nagy volt (>5 μA L mg-1 KOI), 40 - 70 mg KOI L-1 között az érzékenység folyamatosan csökkent, míg 70 mg KOI L-1 felett az áramerősség gyakorlatilag függetlenné vált a szubsztrátkoncentrációtól.
Kapcsolódó publikáció:
Lóránt B, Gyalai-Korpos M, Goryanin I, Tardy G.M. (2019) „Single chamber air-cathode microbial fuel cells as biosensors for determination of biodegradable organics.” Biotechnol Lett. 41(4-5):555-563.
doi: 10.1007/s10529-019-02668-4 IF: 1,977
118 V. A vizsgált légkatódos mikrobiális üzemanyagcellák a kidolgozott szakaszos mérési módszerrel alkalmasak voltak oldott könnyen biodegradálható és lebegőanyag jellegű lassan biodegradálható szervesanyagokat is tartalmazó komplex minták biokémiai oxigénigényének meghatározására.
- A különböző komplexitású és oldhatóságú modellszubsztrátok (acetát, pepton, keményítő és tej) mindegyike esetén lineáris összefüggést találtam a cellák külső áramkörén átáramlott töltés és a beadagolt minták BOI5 értéke között, a mérési pontokra illesztett kalibrációs egyenesek determinációs koefficiensei pedig minden esetben 0,97-nél nagyobbnak adódtak.
- Eltérő összetételű valós kommunális és söripari szennyvizek esetén is lineáris kapcsolatot találtam a cellák külső áramkörén átáramlott töltés és a minták BOI5 értéke között.
- A valós szennyvízmintákkal kapott mérési pontokra illesztett kalibrációs egyeneseket felhasználva kommunális szennyvizek biokémiai oxigénigényét határoztam meg. Az eredmények relatív eltérése 10%-nál kisebb volt a konvencionális respirometriás méréssel meghatározott BOI5 értékekhez képest.
Kapcsolódó publikáció:
Tardy, G.M., Lóránt, B., Gyalai-Korpos, M. et al. (2021) „Microbial fuel cell biosensor for the determination of biochemical oxygen demand of wastewater samples containing readily and slowly biodegradable organics.” Biotechnol Lett 43, 445–454.
https://doi.org/10.1007/s10529-020-03050-5 IF: 2,461
119
Köszönetnyilvánítás
Mindenekelőtt szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Dr. Tardy Gábornak, akinek a szakmai tudása és útmutatása nélkül ez a PhD dolgozat sem jöhetett volna létre. Külön köszönet illeti Őt azért is, mert a kezdetektől fogva partnerként tekintett rám, valamint amiért a nehéz időkben emberileg is számíthattam rá. Nagyon szerencsésnek érzem magam, hogy oly sok évvel ezelőtt épp a Szennyvíztisztítási Biotechnológiák Kutatócsoporthoz kopogtattam be TDK témát keresve.
Külön köszönöm Lóka Máténak azt a rengeteg segítséget, amit kutatótársamként a graduális képzés alatt nyújtott. Együttműködésünk rendkívül hatékony és gyümölcsöző volt, doktori értekezésem egy jelentős része közös munkánk eredményeire épül. Külön öröm, hogy a munkakapcsolaton felül egy szoros barátság is kialakult köztünk az évek során.
Köszönettel tartozom a kutatócsoport többi munkatársának is: Dr. Jobbágy Andreának, Dr.
Bakos Vincének, valamint Simon Józsefnek. Szakértelmükkel ők is több ízben hozzájárultak tudományos sikereimhez, valamint a laborban uralkodó jó hangulatért is sokat tettek.
Hálás vagyok az elmúlt években nálunk szakdolgozó és diplomamunkázó hallgatóknak is, akik nagy segítséget jelentettek a kísérletek kivitelezésében. Lelkesedésük rám is sokszor motiválóan hatott.
Hálásan köszönöm Édesanyámnak a folyamatos támogatást és biztatást, valamint hogy megteremtette számomra azt a stabil hátteret, mely nélkül a posztgraduális képzésben való részvételem nem lett volna lehetséges. Nélküle egészen biztosan nem jutottam volna el eddig.
Nagy köszönettel tartozom páromnak, Dr. Baranyai Krisztinának, aki az elmúlt négy évben folyamatos lelkesedésével és tudomány iránti csodálatával számos alkalommal motivált engem, valamint a nehéz helyzetekben is mindig segítő kezet nyújtott.
Végül, de nem utolsó sorban köszönöm családom minden tagjának és barátaimnak a támogatásukat.
120
Irodalomjegyzék
Abourached, C., English, M. J., & Liu, H. (2016). Wastewater treatment by Microbial Fuel Cell (MFC) prior irrigation water reuse. Journal of Cleaner Production, 137, 144–149.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.07.048
Abrevaya, X. C., Sacco, N. J., Bonetto, M. C., Hilding-Ohlsson, A., & Cortón, E. (2015). Analytical applications of microbial fuel cells. Part I: Biochemical oxygen demand. Biosensors and Bioelectronics, 63, 580–590. https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.04.034
Aiyer, K. S., & Vijayakumar, B. S. (2021). A selection strategy for enhancing exoelectrogenic
consortium towards improved power generation in microbial fuel cells. International Journal of Energy Research, 45(4), 5318–5324. https://doi.org/10.1002/er.6154
Al-Mamun, A., Ahmad, W., Baawain, M. S., Khadem, M., & Dhar, B. R. (2018). A review of microbial desalination cell technology: Configurations, optimization and applications. Journal of Cleaner Production, 183, 458–480. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.054
AlSayed, A., Soliman, M., & Eldyasti, A. (2020). Microbial fuel cells for municipal wastewater treatment: From technology fundamentals to full-scale development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 134, 110367. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110367 APHA. (1999). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. In 20th edn.
Babanova, S., Jones, J., Phadke, S., Lu, M., Angulo, C., Garcia, J., Carpenter, K., Cortese, R., Chen, S., Phan, T., & Bretschger, O. (2020). Continuous flow, large‐scale, microbial fuel cell system for the sustained treatment of swine waste. Water Environment Research, 92(1), 60–72.
https://doi.org/10.1002/wer.1183
Bahadir, E. B., & Sezgintürk, M. K. (2015). Applications of commercial biosensors in clinical, food, environmental, and biothreat/biowarfare analyses. Analytical Biochemistry, 478, 107–120.
https://doi.org/10.1016/j.ab.2015.03.011
Bakos, V., Deák, A., & Jobbágy, A. (2019). Reconsideration and upgrading of sampling and analysis methods for avoiding measurement-related design and operation failures in wastewater treatment. Water SA, 45(3), 329–337. https://doi.org/10.17159/wsa/2019.v45.i3.6729 Biomonitoring System – KORBI. (n.d.). Retrieved April 25, 2021, from
http://www.korbi.com/eng/products_type/hatox-2000/
Biosensors Market Size, Share & Trends Analysis Report By Application. (n.d.). Retrieved April 15, 2021, from https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biosensors-market Boretti, A., & Rosa, L. (2019). Reassessing the projections of the World Water Development Report.
Npj Clean Water, 2(1), 1–6. https://doi.org/10.1038/s41545-019-0039-9 British Petroleum Company. (2020). BP Statistical Review of World Energy 2020.
https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world- energy.html
Brown, R. K., Harnisch, F., Dockhorn, T., & Schröder, U. (2015). Examining sludge production in bioelectrochemical systems treating domestic wastewater. Bioresource Technology, 198, 913–
917. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.09.081
121 Buitrón, G., López-Prieto, I., Zúñiga, I. T., & Vargas, A. (2017). Reduction of start-up time in a
microbial fuel cell through the variation of external resistance. Energy Procedia, 142, 694–699.
https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.12.114
Callegari, A., Cecconet, D., Molognoni, D., & Capodaglio, A. G. (2018). Sustainable processing of dairy wastewater: Long-term pilot application of a bio-electrochemical system. Journal of Cleaner Production, 189, 563–569. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.04.129
Cao, Y. L., Yang, H. X., Ai, X. P., & Xiao, L. F. (2003). The mechanism of oxygen reduction on MnO2- catalyzed air cathode in alkaline solution. Journal of Electroanalytical Chemistry, 557, 127–134.
https://doi.org/10.1016/S0022-0728(03)00355-3
Capodaglio, A. G., Callegari, A., Cecconet, D., & Molognoni, D. (2017). Sustainability of decentralized wastewater treatment technologies. Water Practice and Technology, 12(2), 463–477.
https://doi.org/10.2166/wpt.2017.055
Cecconet, D., Molognoni, D., Callegari, A., & Capodaglio, A. G. (2018). Agro-food industry wastewater treatment with microbial fuel cells: Energetic recovery issues. International Journal of Hydrogen Energy, 43(1), 500–511. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.07.231
Cercado-Quezada, B., Delia, M. L., & Bergel, A. (2010). Testing various food-industry wastes for electricity production in microbial fuel cell. Bioresource Technology, 101(8), 2748–2754.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.11.076
Chatterjee, P., Madhao Ghangrekar, M., & Leech, D. (2018). A BRIEF REVIEW ON RECENT ADVANCES IN AIR-CATHODE MICROBIAL FUEL CELLS. Environmental Engineering and Management Journal, 17(7), 1531–1544.
Cheng, S., Liu, H., & Logan, B. E. (2006). Power densities using different cathode catalysts (Pt and CoTMPP) and polymer binders (Nafion and PTFE) in single chamber microbial fuel cells.
Environmental Science and Technology, 40(1), 364–369. https://doi.org/10.1021/es0512071 Chen, J., & Strous, M. (2013). Denitrification and aerobic respiration, hybrid electron transport chains
and co-evolution. Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics, 1827(2), 136–144.
https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2012.10.002
Chen, Z., Chen, Z., & Higgins, D. (2010). Nitrogen doped carbon nanotubes and their impact on the oxygen reduction reaction in fuel cells. Carbon, 48(11), 3057–3065.
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.04.038
Choi, E. H., Klapwijk, B., Mels, A., & Brouwer, H. (2005). Evaluation of wastewater characterization methods. Water Science and Technology, 52(10–11), 61–68.
https://doi.org/10.2166/wst.2005.0679
Choudhury, P., Ray, R. N., Bandyopadhyay, T. K., & Bhunia, B. (2020). Fed batch approach for stable generation of power from dairy wastewater using microbial fuel cell and its kinetic study. Fuel, 266, 117073. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117073
Commault, A. S., Lear, G., Bouvier, S., Feiler, L., Karacs, J., & Weld, R. J. (2016). Geobacter-dominated biofilms used as amperometric BOD sensors. Biochemical Engineering Journal, 109, 88–95.
https://doi.org/10.1016/j.bej.2016.01.011
Cui, Y., Lai, B., & Tang, X. (2019). Microbial fuel cell-based biosensors. Biosensors, 9(3), 92–110.
https://doi.org/10.3390/bios9030092
122 Cusick, R. D., Kiely, P. D., & Logan, B. E. (2010). A monetary comparison of energy recovered from
microbial fuel cells and microbial electrolysis cells fed winery or domestic wastewaters.
International Journal of Hydrogen Energy, 35(17), 8855–8861.
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.06.077
Das, I., Ghangrekar, M. M., Satyakam, R., Srivastava, P., Khan, S., & Pandey, H. N. (2020). On-Site Sanitary Wastewater Treatment System Using 720-L Stacked Microbial Fuel Cell: Case Study.
Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 24(3).
https://doi.org/10.1061/(asce)hz.2153-5515.0000518
di Lorenzo, M., Thomson, A. R., Schneider, K., Cameron, P. J., & Ieropoulos, I. (2014). A small-scale air-cathode microbial fuel cell for on-line monitoring of water quality. Biosensors and Bioelectronics, 62, 182–188. https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.06.050
Dimou, O. (2017). Performance of Pilot Scale Plug Flow Microbial Fuel Cell for Sustainable Wastewater Treatment and Energy Recovery.
Do, M. H., Ngo, H. H., Guo, W., Chang, S. W., Nguyen, D. D., Liu, Y., Varjani, S., & Kumar, M. (2020).
Microbial fuel cell-based biosensor for online monitoring wastewater quality: A critical review.
Science of the Total Environment, 712. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135612
Do, M. H., Ngo, H. H., Guo, W. S., Liu, Y., Chang, S. W., Nguyen, D. D., Nghiem, L. D., & Ni, B. J. (2018).
Challenges in the application of microbial fuel cells to wastewater treatment and energy production: A mini review. Science of the Total Environment, 639, 910–920.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.136
Dong, Y., Feng, Y., Qu, Y., Du, Y., Zhou, X., & Liu, J. (2015). A combined system of microbial fuel cell and intermittently aerated biological filter for energy self-sufficient wastewater treatment.
Scientific Reports, 5. https://doi.org/10.1038/srep18070
Dubé, C. D., & Guiot, S. R. (2015). Direct interspecies electron transfer in anaerobic digestion: A review. In Biogas Science and Technology (pp. 101–115). Springer International Publishing.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-21993-6_4
Electron Transport Chain and Oxidative Phosphorylation | Biology Dictionary. (n.d.). Retrieved April 13, 2021, from https://biologydictionary.net/electron-transport-chain-and-oxidative-
phosphorylation/
Eom, H., Chung, K., Kim, I., & Han, J. I. (2011). Development of a hybrid microbial fuel cell (MFC) and fuel cell (FC) system for improved cathodic efficiency and sustainability: The M2FC reactor.
Chemosphere, 85(4), 672–676. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2011.06.072 Faria, A., Gonçalves, L., Peixoto, J. M., Peixoto, L., Brito, A. G., & Martins, G. (2017). Resources
recovery in the dairy industry: bioelectricity production using a continuous microbial fuel cell.
Journal of Cleaner Production, 140, 971–976. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.04.027 Fedorovich, V., Varfolomeev, S. D., Sizov, A., & Goryanin, I. (2009). Multi-electrode microbial fuel cell
with horizontal liquid flow. Water Science and Technology, 60(2), 347–355.
https://doi.org/10.2166/wst.2009.139
Finarelli, D. G., Callegari, A., Dallago, E., Liberale, A., & Dan, S. (2012). Microbial Fuel Cell electric behaviour. IET Conference Publications, 2012(611 CP), 102–102.
https://doi.org/10.1049/cp.2012.1805
123 Fischer, F., Bastian, C., Happe, M., Mabillard, E., & Schmidt, N. (2011). Microbial fuel cell enables
phosphate recovery from digested sewage sludge as struvite. Bioresource Technology, 102(10), 5824–5830. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.02.089
Flimban, S. G. A., Ismail, I. M. I., Kim, T., & Oh, S. E. (2019). Overview of recent advancements in the microbial fuel cell from fundamentals to applications: Design, major elements, and scalability.
Energies, 12(17), 3390. https://doi.org/10.3390/en12173390
Fu, T., Liu, X., Gao, H., Ward, J. E., Liu, X., Yin, B., Wang, Z., Zhuo, Y., Walker, D. J. F., Joshua Yang, J., Chen, J., Lovley, D. R., & Yao, J. (2020). Bioinspired bio-voltage memristors. Nature
Communications, 11(1), 1–10. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15759-y
Gao, Y., Yin, F., Ma, W., Wang, S., Liu, Y., & Liu, H. (2020). Rapid detection of biodegradable organic matter in polluted water with microbial fuel cell sensor: Method of partial coulombic yield.
Bioelectrochemistry, 133, 107488. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2020.107488
Garrido-Cardenas, J. A., Esteban-García, B., Agüera, A., Sánchez-Pérez, J. A., & Manzano-Agugliaro, F.
(2019). Wastewater Treatment by Advanced Oxidation Process and Their Worldwide Research Trends. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(1), 170.
https://doi.org/10.3390/ijerph17010170
Ge, Z., & He, Z. (2016). Long-term performance of a 200 liter modularized microbial fuel cell system treating municipal wastewater: Treatment, energy, and cost. Environmental Science: Water Research and Technology, 2(2), 274–281. https://doi.org/10.1039/c6ew00020g
Ge, Z., Li, J., Xiao, L., Tong, Y., & He, Z. (2014). Recovery of Electrical Energy in Microbial Fuel Cells.
Environmental Science and Technology Letters, 1(2), 137–141.
https://doi.org/10.1021/ez4000324
Ghasemi, M., Wan Daud, W. R., Ismail, M., Rahimnejad, M., Ismail, A. F., Leong, J. X., Miskan, M., &
ben Liew, K. (2013). Effect of pre-treatment and biofouling of proton exchange membrane on microbial fuel cell performance. International Journal of Hydrogen Energy, 38(13), 5480–5484.
https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2012.09.148
Global Sensor Market Research. (n.d.). 2020. Retrieved March 25, 2021, from https://www.marketresearchfuture.com/reports/sensor-market-4392
Gnana Kumar, G., Awan, Z., Suk Nahm, K., & Stanley Xavier, J. (2014). Nanotubular MnO2/graphene oxide composites for the application of open air-breathing cathode microbial fuel cells.
Biosensors and Bioelectronics, 53, 528–534. https://doi.org/10.1016/j.bios.2013.10.012
Griesche, C., & Baeumner, A. J. (2020). Biosensors to support sustainable agriculture and food safety.
TrAC - Trends in Analytical Chemistry, 128, 115906. https://doi.org/10.1016/j.trac.2020.115906 Gurung, A., & Oh, S. E. (2012). The performance of serially and parallelly connected microbial fuel
cells. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects, 34(17), 1591–
1598. https://doi.org/10.1080/15567036.2011.629277
Gu, Y., Li, Y., Li, X., Luo, P., Wang, H., Robinson, Z. P., Wang, X., Wu, J., & Li, F. (2017). The feasibility and challenges of energy self-sufficient wastewater treatment plants. Applied Energy, 204, 1463–1475. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.02.069
Habermann, W., & Pommer, E. H. (1991). Biological fuel cells with sulphide storage capacity. Applied Microbiology and Biotechnology, 35(1), 128–133. https://doi.org/10.1007/BF00180650
124 Hatzell, M. C., Kim, Y., & Logan, B. E. (2013). Powering microbial electrolysis cells by capacitor circuits
charged using microbial fuel cell. Journal of Power Sources, 229, 198–202.
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.12.006
He, L., Du, P., Chen, Y., Lu, H., Cheng, X., Chang, B., & Wang, Z. (2017). Advances in microbial fuel cells for wastewater treatment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 71, 388–403.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.069
Henze, M., Gujer, W., Mino, T., & van Loosedrecht, M. (2015). Activated Sludge Models ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3. Water Intelligence Online, 5(0), 9781780402369–9781780402369.
https://doi.org/10.2166/9781780402369
Hiegemann, H., Littfinski, T., Krimmler, S., Lübken, M., Klein, D., Schmelz, K. G., Ooms, K., Pant, D., &
Wichern, M. (2019). Performance and inorganic fouling of a submergible 255 L prototype microbial fuel cell module during continuous long-term operation with real municipal wastewater under practical conditions. Bioresource Technology, 294, 122227.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122227
Hoareau, M., Erable, B., & Bergel, A. (2021). Oxygen-reducing bidirectional microbial electrodes: A mini-review. Electrochemistry Communications, 123, 106930.
https://doi.org/10.1016/j.elecom.2021.106930
Hong Kim, B., Seop Chang, I., & Moon, H. (2006). Microbial Fuel Cell-Type Biochemical Oxygen Demand Sensor. In Encyclopedia of Sensors (pp. 1–12). American Scientific Publishers.
www.aspbs.com/eos
How, S. W., Sin, J. H., Wong, S. Y. Y., Lim, P. B., Aris, A. M., Ngoh, G. C., Shoji, T., Curtis, T. P., & Chua, A. S. M. (2020). Characterization of slowly-biodegradable organic compounds and hydrolysis kinetics in tropical wastewater for biological nitrogen removal. Water Science and Technology, 81(1), 71–80. https://doi.org/10.2166/wst.2020.077
Hsieh, M.-C., & Chung, Y.-C. (2014). Measurement of biochemical oxygen demand from different wastewater samples using a mediator-less microbial fuel cell biosensor. Environmental Technology , 35(17), 2204–2211.
https://doi.org/https://doi.org/10.1080/09593330.2014.898700
Hsu, L., Arias-Thode, M., Salvacion, M., Benavidez, Z., Mirhosseini, A., Babanova, S., Chen, S., &
Bretschger, O. (2017). Demonstration of an Energy-Neutral, Off-Grid Microbial Fuel Cell System for Decentralized Wastewater Treatment. ECS Transactions, 75(46), 19–29.
https://doi.org/10.1149/07546.0019ecst
IEA. (2020). Electricity Market Report. In Electricity Market Report. OECD.
https://doi.org/10.1787/f0aed4e6-en
Ito, T., Nakashimada, Y., Senba, K., Matsui, T., & Nishio, N. (2005). Hydrogen and ethanol production from glycerol-containing wastes discharged after biodiesel manufacturing process. Journal of Bioscience and Bioengineering, 100(3), 260–265. https://doi.org/10.1263/jbb.100.260 Jobbágy, A., Literáthy, B., & Tardy, G. (2002). Implementation of glycogen accumulating bacteria in
treating nutrient-deficient wastewater. Water Science and Technology, 46(1–2), 185–190.
https://doi.org/10.2166/wst.2002.0475
125 Jouanneau, S., Recoules, L., Durand, M. J., Boukabache, A., Picot, V., Primault, Y., Lakel, A., Sengelin,
M., Barillon, B., & Thouand, G. (2014). Methods for assessing biochemical oxygen demand (BOD): A review. Water Research, 49(1), 62–82. https://doi.org/10.1016/j.watres.2013.10.066 Kang, K. H., Jang, J. K., Pham, T. H., Moon, H., Chang, I. S., & Kim, B. H. (2003). A microbial fuel cell
with improved cathode reaction as a low biochemical oxygen demand sensor. Biotechnology Letters, 25(16), 1357–1361. https://doi.org/10.1023/A:1024984521699
Kaur, A., Boghani, H. C., Michie, I., Dinsdale, R. M., Guwy, A. J., & Premier, G. C. (2014). Inhibition of methane production in microbial fuel cells: Operating strategies which select electrogens over methanogens. Bioresource Technology, 173, 75–81.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.09.091
Ketep, S. F., Fourest, E., & Bergel, A. (2013). Experimental and theoretical characterization of microbial bioanodes formed in pulp and paper mill effluent in electrochemically controlled conditions. Bioresource Technology, 149, 117–125.
https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.09.025
Kharkwal, S., Tan, Y. C., Lu, M., & Ng, H. Y. (2017). Development and long-term stability of a novel microbial fuel cell BOD sensor with MNo2 catalyst. International Journal of Molecular Sciences, 18(2), 276. https://doi.org/10.3390/ijms18020276
Khomenko, V. G., Barsukov, V. Z., & Katashinskii, A. S. (2005). The catalytic activity of conducting polymers toward oxygen reduction. Electrochimica Acta, 50(7–8), 1675–1683.
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2004.10.024
Kiely, P. D., Regan, J. M., & Logan, B. E. (2011). The electric picnic: Synergistic requirements for exoelectrogenic microbial communities. Current Opinion in Biotechnology, 22(3), 378–385.
https://doi.org/10.1016/j.copbio.2011.03.003
Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium. (2004). 28/2004. (XII. 25.) KvVM rendelet a vízszennyező anyagok kibocsátásaira vonatkozó határértékekről és alkalmazásuk egyes szabályairól - Hatályos Jogszabályok Gyűjteménye. https://net.jogtar.hu/jogszabaly?docid=a0400028.kvv Kumar, R., Singh, L., Wahid, Z. A., & Din, M. F. M. (2015). Exoelectrogens in microbial fuel cells
toward bioelectricity generation: A review. International Journal of Energy Research, 39(8), 1048–1067. https://doi.org/10.1002/er.3305
Kumar, R., Singh, L., & Zularisam, A. W. (2016). Exoelectrogens: Recent advances in molecular drivers involved in extracellular electron transfer and strategies used to improve it for microbial fuel cell applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 56, 1322–1336.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.029
Kumar, R., Singh, L., Zularisam, A. W., & Hai, F. I. (2018). Microbial fuel cell is emerging as a versatile technology: a review on its possible applications, challenges and strategies to improve the performances. International Journal of Energy Research, 42(2), 369–394.
https://doi.org/10.1002/er.3780
Liang, P., Duan, R., Jiang, Y., Zhang, X., Qiu, Y., & Huang, X. (2018). One-year operation of 1000-L modularized microbial fuel cell for municipal wastewater treatment. Water Research, 141, 1–8.
https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.04.066
126 Liew, B. K., Daud, W. R. W., Ghasemi, M., Leong, J. X., Su Lim, S., & Ismail, M. (2014). Non-Pt catalyst
as oxygen reduction reaction in microbial fuel cells: A review. International Journal of Hydrogen Energy, 39(10), 4870–4883. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.01.062
Li, H., Liu, H., Jong, Z., Qu, W., Geng, D., Sun, X., & Wang, H. (2011). Nitrogen-doped carbon nanotubes with high activity for oxygen reduction in alkaline media. International Journal of Hydrogen Energy, 36(3), 2258–2265. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.11.025 Li, J., Fu, Q., Zhu, X., Liao, Q., Zhang, L., & Wang, H. (2010). A solar regenerable cathodic electron
acceptor for microbial fuel cells. Electrochimica Acta, 55(7), 2332–2337.
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.11.064
Li, T., Wang, X., Zhou, Q., Liao, C., Zhou, L., Wan, L., An, J., Du, Q., Li, N., & Ren, Z. J. (2018). Swift Acid Rain Sensing by Synergistic Rhizospheric Bioelectrochemical Responses. ACS Sensors, 3(7), 1424–1430. https://doi.org/10.1021/acssensors.8b00401
Liu, D., Chang, Q., Gao, Y., Huang, W., Sun, Z., Yan, M., & Guo, C. (2020). High performance of microbial fuel cell afforded by metallic tungsten carbide decorated carbon cloth anode.
Electrochimica Acta, 330, 135243. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2019.135243
Liu, H., Cheng, S., & Logan, B. E. (2005). Production of electricity from acetate or butyrate using a single-chamber microbial fuel cell. Environmental Science and Technology, 39(2), 658–662.
https://doi.org/10.1021/es048927c
Liu, J., & Mattiasson, B. (2002). Microbial BOD sensors for wastewater analysis. Water Research, 36(15), 3786–3802. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00101-X
Liu, Y., Tuo, A. X., Jin, X. J., Li, X. Z., & Liu, H. (2018). Quantifying biodegradable organic matter in polluted water on the basis of coulombic yield. Talanta, 176, 485–491.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.08.029
Logan, B. E. (2008). Microbial Fuel Cells. John Wiley and Sons, Inc.
Logan, B. E. (2009). Exoelectrogenic bacteria that power microbial fuel cells. Nature Reviews Microbiology, 7(5), 375–381. https://doi.org/10.1038/nrmicro2113
Lóránt, B. (2017). Alternatív, oxigén redukciós reakció katalízisére alkalmas nitrogén tartalmú szén- aerogél tesztelése mikrobiológiai üzemanyagcellában.
Lóránt, B., Gyalai-Korpos, M., Goryanin, I., & Tardy, G. M. (2020). Application of air cathode microbial fuel cells for energy efficient treatment of dairy wastewater. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, under revi.
Lóránt, B., & Lóka, M. (2013). Mikrobiológiai üzemanyag cella fejlesztése és alkalmazása
biodegradáció kinetikai vizsgálatára. https://tdk.bme.hu/VBK/Bio/Mikrobiologiai-uzemanyag- cella-fejlesztese-es
Lorant, B., Loka, M., & Tardy, G. M. (2015). Substrate concentration dependency of electricity production in microbial fuel cells. IYCE 2015 - Proceedings: 2015 5th International Youth Conference on Energy. https://doi.org/10.1109/IYCE.2015.7180786
Magyar Energetikai és Közmű-szabályozási Hivatal. (2021). http://mekh.hu/kotelezo-atveteli- rendszer-villamos-energia