Abstract
This study aimed to comprehensively characterize and identify microalgae inhabiting the biocathode compartment of a photosynthetic microbial desalination cell (PMDC). Also, modeling of microalgae growth in the biocathode was considered as well as the interrelation between the growth of microalgae and dissolved oxygen (DO) generation within the biocathode. The general performance of the PMDC was evaluated based on; (1) organic content removal from the real domestic wastewater fed to the anode compartment, (2) salinity removal from actual seawater in the desalination compartment, and (3) power generation in the PMDC. The results unveiled the presence of two distinct microalgae species, specifically Coelastrella sp. and Mariniradius saccharolyticus, which were thoroughly characterized using 16S rRNA and ITS gene sequencing within the cathodic chamber of the PMDC. Following sequence editing and trimming, the resulting sequences were meticulously submitted to the NCBI GenBank and
juxtaposed with other sequences utilizing the GenBank online BLAST software. Importantly, the obtained data demonstrated a good correlation with coefficients of determination (R²) reaching 0.83, as per the employed kinetic models. Complete removal of up to 99.11% of organic content from the real domestic wastewater was obtained in the PMDC system with maximum efficiency of desalination elimination of 80.95% associated with a maximum power output of 420 mW/m3 in the system.
juxtaposed with other sequences utilizing the GenBank online BLAST software. Importantly, the obtained data demonstrated a good correlation with coefficients of determination (R²) reaching 0.83, as per the employed kinetic models. Complete removal of up to 99.11% of organic content from the real domestic wastewater was obtained in the PMDC system with maximum efficiency of desalination elimination of 80.95% associated with a maximum power output of 420 mW/m3 in the system.
Keywords
Microbial characterization; microalgae; NCBI GenBank; growth kinetic model; biocathode; photosynthesis microbial fuel cell
Abstract
هذه الدراسة تهدف إلى توصيف وتحديد شامل للطحالب الدقيقة التي تعيش في حجرة الكاثود الاحيائي في خلية التحلية الاحيائية الضوئية (PMDC) كما تضمنت الدراسة أيضًا نمذجة نمو الطحالب الدقيقة في الكاثود الحيوي واستكشاف العلاقة بين نمو الطحالب الدقيقة وتكوين الأكسجين المذاب (DO) داخل الكاثود الاحيائي. بالإضافة إلى ذلك، تم تقييم الأداء العام لللية التحلية الاحيائية الضوئية استنادًا إلى ثلاث جوانب رئيسية: 1) إزالة المواد العضوية من مياه الصرف الصحي المنزلي الحقيقية المغذاة إلى حجرة الأنود، 2) إزالة الملوحة من مياه البحر الحقيقية في حجرة التحلية، 3) توليد الطاقة في خلية التحلية الاحيائية الضوئية. أظهرت النتائج وجود نوعين مميزين من الطحالب الدقيقة داخل حجرة الكاثود الاحيائي وتحديداً Coelastrella sp. و Mariniradius saccharolyticus حيث تم تحديد هذه الأنواع بشكل شامل باستخدام تسلسل الجينات 16S rRNA وITS داخل حجرة الكاثود. بعد تحرير وتعديل التسلسلات، تم تقديم البيانات الناتجة بعناية إلى قاعدة البيانات العالمية (NCBI GenBank) ومقارنتها مع تسلسلات أخرى باستخدام برنامج BLAST.
Keywords
التوصيف الميكروبي، الطحالب الدقيقة، بنك الجينات NCBI، نمذجة حركية النمو، الكاثود الحيوي، خلية الوقود الحيوي