Zeytin karasuyunun biyogaz üretim verimine, termal, kimyasal, termokimyasal ve ultrases önişlemlerin etkilerinin araştırılması
Investigation of effects thermal, chemical, thermochemical and ultrasound pretreatment to biogas production yield of olive mill wastewater
Yazar: HASAN ATEŞ
Danışman: PROF. DR. FADİME TANER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, üç-fazlı sistem ile üretim yapan bir zeytinyağı fabrikasının, dekantör ünitesi çıkışından alınan karasuya, (i) mikrodalga ile sırası ile 10 min, 15 min ve 20 min değişen sürelerde termal, (ii) karasudaki katı maddenin kütlece %10, %15 ve %20'si kadar değişen oranlarda HNO3 ile kimyasal, (iii) 10 min, 15 min ve 20 min değişen sürelerde ultrases (US), (iv) karasudaki katı maddenin kütlece %10, %15 ve %20'si kadar HNO3 ve ardından sırası ile 10 min, 15 min ve 20 min değişen sürelerde mikrodalga ile termokimyasal, (v) karasudaki katı maddenin kütlece %10, %15 ve %20'si kadar HNO3 ve ardından sırası ile 10 min, 15 min ve 20 min değişen sürelerinde ultrases ve (vi) karasudaki katı maddenin kütlece %10, %15'i kadar değişen oranlarda HNO3 ile H2O2 eklenerek birtakım ara kimyasal önişlemler uygulanmıştır. Önişlem uygulanmış tüm numuneler ve önişlemsiz ham karasu 125 mL'lik serum şişelerine konularak, pH=7'de, 35 0C'de, 34 gün boyunca anaerobik işleme tabi tutulmuştur. Numunelerin biyogaz üretiminin en verimli olacağı koşullar araştırılmıştır. Anaerobik sürecin başında ve sonunda tüm numunelerin toplam COD ve toplam fenol derişimleri saptanmıştır. Tüm uygulanan önişlemler sonucunda en yüksek biyogaz üretim verimi, %20HNO3+10 min US önişlemi uygulanan numunede ham karasuya göre yaklaşık 9 kat bir artış olacak şekilde belirlenmiştir. Bu koşullarda, STP'de, 1,78 mLBiyogaz/gVSd (%68,9 CH4) ve 1,23 mLCH4/gVSd elde edilirken, %77,2 COD ve %25,9 toplam fenol giderimi olduğu saptanmıştır.

Abstract:
In this study, Olive Mill Wastewater (OMW) supplied from effluent of the decanter unit of an olive oil factory, which uses a three-phase system. Some pretreatment methods were applied to OMW as follow: (i) thermal pretreatment using microwave at different times of 10, 15, and 20 min, (ii) chemical pretreatment using HNO3 up to 10, 15, and 20% per mass of the solid matter in OMW, (iii) ultrasound (US) pretreatment using ultrasonic both at different times of 10, 15 and 20 min, (iv) acidic pretreatment using HNO3 up to 10, 15 and 20% per mass of the solid matter in OMW and after then thermochemical pretreatment using microwave at different times of 10, 15 and 20 min, (v) acidic pretreatment using HNO3 up to 10, 15 and 20% per mass of the solid matter in OMW and after then ultrasound pretreatment at different times of 10, 15 and 20 min, (vi) HNO3 and H2O2 adding into OMW at different rates up to 10, 15 and 20% per mass of the solid matter. All pre-treatment samples and raw OMW were placed in 125 mL serum vials and anaerobic digestion was applied at pH = 7 at 35 0C for 34 days. Total COD and total phenol concentrations were measured at the beginning and end of the anaerobic process. Optimum conditions were investigated to determine the most efficient production of biogas. As a result of all applied pretreatment methods, suitable conditions to obtain the highest biogas production efficiency were determined as 20%HNO3+10 min US pretreatment application and biogas efficiency increase up about 9 times. At these conditions,  1.78 mL Biogas/gVSd (68.9% CH4) and 1.23 mLCH4/gVSd production at STP as well as 77.2% COD and 25.9% total phenol removal were achieved.