Arıtma çamurunda yetişen enerji bitkilerinin emisyon değerleri ölçümü ve değerlendirilmesi
Evaluation of emissions values of energy crops growing on sewage slude
Yazar: MİHRİCAN İBRAHİMOĞLU
Danışman: PROF. DR. SAİM ÖZDEMİR
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Enerji = Energy ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Arıtma çamuru = Treatment sludge ; Biyokütle enerjisi = Biomass energy ; Gaz emisyonu = Gas emission ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy

Özet:
Anahtar kelimeler:  Enerji bitkisi, arıtma çamuru, biyokütle, enerji, emisyon
İki iyi bilinen enerji bitkisi, miskanthus (Miscanthus x giganteus) ve kargı (Arundo donax L.), arıtma çamurunda yetiştirilerek, arıtma çamurlarının bitki büyümesi, enerji içeriği yanında kül ve yanma gazı emisyonlarına etkisi, doğal toprak uygulaması ile karşılaştırmalı olarak, saksı denemesinde araştırılmıştır. Doğal toprak uygulaması sentetik gübre ile gübrelenmiş, arıtma çamuru uygulamasına gübre verilmemiştir. Elde edilen araştırma sonuçları, her iki tür bitkinin, gübre ve arıtma çamuru uygulamasında yeterli biyokütle verimi ürettiğini göstermiştir. Kargı çamur uygulamasında daha etkili olurken, miskanthus sentetik gübreleme ile doğal toprak uygulamasında en yüksek verimi vermiştir. Uygulamaların enerji içerikleri birbirinden istatistiki olarak farklı bulunmamıştır. Toprakta ve arıtma çamurunda yetiştirilen Miscanthus ve Arundo bitkilerinin üst ısıl değeri sırasıyla 17,95-17,62 MJ kg-1 ve 17,31-18,05 MJ kg-1 olarak ölçülmüştür. Arıtma çamuru her iki bitkinin de makro element, mikro element ve ağır metal içeriğini yükseltmiştir. Si kül içeriğinin en fazla bulunan elementi ve seviye Arundo bitkisinde daha yüksek bulunmuştur. K ve Ca ikinci en yüksek bulunan element olmuş ve her iki bitki türünde de benzer bulunmuştur. Arıtma çamurunun sağladığı azot, bitkide N konsantrasyonunu yükseltmiş ve bu yanma gazı emisyonlarında NOx seviyesini yükseltmiştir. NOx emisyonlarında en yüksek artış, %9,60 ile Arundo bitkisinde görülmüştür. SO2emisyonları her iki bitkide de benzer bulunmuş ve konsantrasyonlar çok düşük tespit edilmiştir.

Abstract:
Keywords: Energy crop, sewage sludge, biomass, energy, emissions
Two well-known energy crops; giant miscanthus (Miscanthus x giganteus) and giant reed (Arundo donax L.) were grown on sewage sludge to assess the possible benefits of sewage sludge on the growth, energy content together with ash and exhaust gas emissions, comparing to the naturel soil treatment, in pot experiments. The soil treatments were fertilized by conventional fertilizer, whilst, no fertilizer used for sludge treatments. The obtained results showed that, both crop species produced sufficient biomass yield on either conventional fertilizer or sludge treatments. It was found that giant reed appeared more efficient at sludge treatment, whereas giant miscanthus produced the best results at natural soil with conventional fertilizer. The energy content of treatments were not significantly different. High heating values measured for plants cultivated on soil and sludge were in the range of 17,95-17,62 KJ kg-1 and 17,31-18,05 KJ kg-1 for Miscanthus and Arundo, respectively. Sewage sludge significantly increased the plant macro nutrients and heavy metal content of both species. Si was the dominant element in ash and was higher in Arundo plant. K and Ca were secondary high containing elements giving similar results for both plant species. Increasing nitrogen concentration in plant tissue provided by sewage sludge resulted in increasing NOx in air exhaust gas emissions. Maximum increment on the NOx emissions occurred as 9,60% with Arundo plants. SO2 emissions were obtained consistent with plant species but, concentration in emissions were very small.