Farklı türden atıkların anaerobik kofermantasyon yöntemi ile biyogaz üretimi için optimum işletme şartlarının belirlenmesi
Determination of optimum operating conditions for biogas production by anaerobic co-fermantation method of different types of wastes
Yazar: MEHMET VOLKAN AKSAY
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÖZKAYMAK
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Sistemleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Biyokütle enerjisi = Biomass energy ; Yenilenebilir enerji = Renewable energy ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources

Özet:
Dünyadaki hızlı nüfus artışı, enerji ve gıda ihtiyacını beraberinde getirmektedir. Nüfus artışıyla birlikte ortaya çıkan atık miktarı da artmakta ve çevresel problemlere neden olmaktadır. Atıkların kofermantasyonu ile biyogaz üretimi enerji üretimi ve çevre sorunlara aynı anda çözüm sağlayabilmektedir. Hayvansal atıklar genellikle kofermantasyon uygulamalarında ana substrat olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada çay atıkları Türkiye'de çok üretilen ve tüketilen bir atık olduğu için yardımcı substrat olarak kullanılmıştır. Bu amaç doğrultusunda, evsel çay atıklarının biyogaz potansiyelinin belirlenmesi için kofermantasyon yöntemi kullanılmıştır. 
 
Mezofilik (37±2 o C) şartlar altında labororatuvar ölçekli kesikli sistem kofermantasyon yöntemi 80 gün boyunca denenmiştir. Tüm reaktörler farklı karışım oranlarında beslenmiştir ve farklı karıştırma hızları altında denenmiştir.  Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde bu atıkların kofermantasyonu biyogaz verimine ve metan içeriğine olumlu etki etmiştir. Optimum biyogaz verimi 296.89 mL/gVS ve metan içeriği %77.1 olarak, %75 büyükbaş gübresi %25 çay atıkları karışımından oluşan, 100 rpm karıştırma hızı altında çalışan, A2 reaktöründen elde edilmiştir. Sonuç olarak büyükbaş hayvan gübresi ve evsel çay atıklarının kofermantasyonunun hem biyogaz verimine hem de elde edilen biyogazın metan içeriğine pozitif etki ettiği tespit edilmiştir.

Abstract:
The increase of world population brings energy and food requirements. Increasing energy demand drives humanity towards new energy sources and work towards energy efficiency developments. Concordantly, due to population growth, the amount of waste is also increasing and causing environmental -issues. Biogas production by co-digestion of wastes -could be a common solution to both issues. Animal manures are typically used as a main substrate in co-digestion applications. Tea waste is used as a co-substrate in this -work due to having large production and consumption volume in Turkey. The aim of this study is to emerge new methods for disposal and reuse of household tea waste. For this purpose, co-digestion method was carried out to determine the biogas potential of household tea waste. Laboratory scale batch type co-digestion is carried out for 80 days under mesophilic (37±2 o C) conditions. All reactors fed with different mixing ratio of wastes and operated with different stirring speeds. The results showed that co-digestion of the wastes have positive impact on biogas and methane yield. Optimum biogas yield is 296.89 mL/gVS and 77.10% methane content are obtained from A2 which consist of 75% cattle manure and 25% tea waste with 100 rpm stirring speed.  According to the results, co-digestion of cattle manure and household tea waste both have a positive effect on biogas production and methane content of biogas.