Petrokimya endüstrisindeki gaz emisyonlarının biyoteknolojik olarak değerlendirilmesinin araştırılması
Investigation of the biotechnological utilization of gas emissions sourced by petrochemical industry
Yazar: SIDIKA TUĞÇE DAĞLIOĞLU
Danışman: PROF. DR. GÜVEN ÖZDEMİR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Atmosferdeki CO2 seviyesi ve buna bağlı olarak gelişen iklim değişikliği dünya genelinde önemli bir kaygı oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında bu soruna bir çözüm arayışı kapsamında, endüstri kaynaklı CO2'nin biyoteknolojik olarak yakalanarak değerli bir ürün ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olan biyometana dönüştürülmesi hedeflenmiş ve bu kapsamda hem simüle gazlarla hem de gerçek atık gazları ile denemeler gerçekleştirilmiştir.
	Tezin ilk bölümünde özgün HYBRID biyoreaktör konfigürasyonu ile çalışmalar başlatılmıştır. Bu bölümde, optimum H2/CO2 değeri ve hacimsel gaz yükleme hızları araştırılmıştır. En başarılı metan üretimi stokiyometrik olarak da beklenildiği gibi H2/CO2: 4:1 oranında tepe gazı bileşenleri arasında %86 olarak analiz edilmiştir. Ayrıca reaktör içerisindeki metanojenik biyoçeşitlilik PZR ve DGGE teknikleri ile analiz edilmiştir. Mikrobiyota analizi sonuçları incelendiğinde, beklenildiği üzere arke sayısının bakteri sayısından yaklaşık olarak 1 log (10 kat) fazla olduğu görülmektedir. Reaktör içerisinde hidrojenotrofik metanojenlerin dominant olduğu gözlemlenmiştir. Tezin ikinci aşamasında, immobilize biyoreaktörlerde dört farklı dolgu materyali ile (MBBR, cam boncuk, pomza ve cam halka) biyometan üretimi gerçekleşmiştir. Bu çalışmada elde edilen metan yüzdeleri %80, %75, %65 ve %78 olarak gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması ülkemizdeki sanayi kuruluşları için CO2 gaz atığını değerlendirme ve bu atığı yenilenebilir bir enerji kaynağına dönüştürme potansiyeli ile sürdürülebilir bir iş modeli olarak çözüm sağlanabileceğini göstermektedir.

Abstract:
The level of CO2 in the atmosphere and climate change constitute a significant concern worldwide. In this study, to create a solution for CO2 high level, it was aimed to capture CO2 sourced by industry and to convert biomethane which is a renewable energy. In this context, simulated gases and real stack gases were performed.
	In the first step of the study, a novel HYBRID bioreactor configurationwere operated. Various H2/CO2 ratios and volumetric gas feding rates are investigated. The most efficient biomethane production was H2/CO2: 4:1 as expected due to stoichiometry of hydrogenotrophic methanation. The biomethane in the head gas component was 86%. Methanogenic biodiversity in the reactor was analyzed by PZR and DGGE techniques. It was observed that hydrogenotrophic methanogens were dominant in the reactor. The biomethane in the head gas component was 80% and there was no toxic effect. In the second step, four differents materials; (MBBR, glass bead,  pumice and glass roller) were used in the immobilized bioreactors. Biomethane in effluent were 80%, 75%, 65 ve 78% respectively.  The  results obtained in this study	 can provide a sustainable and environmental model with carrying a great potential of both to utilize waste gas CO2 and to convert it to renewable energy for all industries in our country.