Yemekhane ve hayvansal kaynaklı farklı organik katı atıkların birlikte termofilik ve aşırı termofilik ortamda havasız arıtımının incelenmesi
The co-digestion of kitchen waste and cattle manure at thermophilic and extreme thermophilic conditions
Yazar: BAHAR DİCLE
Danışman: PROF. DR. ALİ FUAT AYDIN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Enerji = Energy ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Katı atık kaynaklı kirlilikle oluşması muhtemel risk boyutunun artması, doğal kaynakların hızla tüketilmesi, sosyal ve ekonomik etkenlerin de varlığı nedeniyle katı atık yönetiminin önemi artmakta ve her geçen gün bu durum karmaşık hale gelmektedir. Mevcut bulunan düzenli depolama alanlarının kapasiteleri, hızla artan atık miktarıyla ters orantılıdır. Bunun yanı sıra bir çok Avrupa ülkesinde düzenli depolama hem yeterli alan sorunu hem de kontrol edilemeyen gaz emisyonları ile sızıntı suyu problemleri sebebiyle uygun bir atık yönetim metodu olmaktan çıkmıştır.Düzenli depolama yerine, çevresel etkileri daha kolay kontrol edilebilen diğer alternatif yöntemler (kompostlaştırma, anaerobik çürütme v.b.) de yaygın olarak kullanılma yolundadır. Organik katı atıkların anaerobik şartlar altında biyolojik olarak arıtılması sayesinde atığın organik madde içeriği azaltılmakta, besi maddeleri geri kazanılmakta, elde edilen son ürün toprak şartlandırıcı olarak kullanılmakta ve üretilen biyogaz da enerji kaynağı olarak değerlendirilmektedir.Katı atık, sürdürülebilirlik açısından değerlendirildiğinde yalnızca bir atık akımı olarak görülmeyip, aynı zamanda bir çok ürünün geri kazanılabileceği değerli bir kaynak olarak düşünülmelidir. Bu durum, katı atık yönetimini daha kapsamlı hale getirmenin önemini göstermektedir.Türkiye'de yaygın olan büyükbaş hayvancılığıyla elde edilen hayvan atığı ve yemekhane atığı biyolojik olarak parçalanabilir maddeler içermektedir. Büyükbaş hayvan atığı ve yemekhane atığının birlikte arıtılması, fazla katı madde içeriğine sahip bu iki atık türünün değerlendirilebilir birer kaynak olduklarını ve atıkların stabilizasyonunun sağlanmasının mümkün olduğunu göstermektedir. Yemekhane atığı hızlı ayrışabilir ve biyogaza kolayca dönüşebilir bileşikler içerir fakat tamponlama kapasitesi düşüktür ve bu durum asitleşme riskini arttırır. Büyükbaş hayvan atığının ise tamponlama kapasitesi yüksektir ve asitlerle ön arıtıma tabi tutulduğunda yüksek ayrışma performansı sağlanır. Bu durum bu iki atık türünün birbirlerini arıtmada desteklediklerini ve sistem performansını attırdığını göstermektedir.Bu çalışmada hayvan ve yemekhane atığı karışımlarının farklı işletme koşullarında metan ve hidrojen geri kazanımını sağlayacak anaerobik koşullarda arıtımı incelenerek, sistem performansının ortaya konmuştur.

Abstract:
Solid waste management has gained great importance because of increasing potential risks that comes out of solid waste sources, consuming of natural sources and social and economic factors. This situation has become more complicated with each passing day. The capacities of current incineration plants and landfills is opposite to the increasing amount of wastes. In addition to this, waste management has become more difficult because of continiously reducing land fill capacities, site finding problems for new landfills, uncontroled gas emissions and leachate treatment.Instead of landfills, other alternative methods (compost, anaerobic digestion, etc.) are preferable because of simplicity in control of their environmental impacts. Thus, biological teratment of organic fraction of municipal solid waste under anaerobic conditions, organic matter content of waste is decreased, nutrients are recovered, end product is used as compost, produced biogas is considered as energy source.On the basis of growing needs of people, energy demand and enviromental problems have been increased and become a major problem. Solid waste shall be utilized to meet energy needs of people, to prevent enviromental problems and also to make our country and world more livable.Therefore, solid waste management has been more comprehensive day by day. Solid wastes which are produced as result of livestock industry and food wastes produced in cafeterias contains easily biodegradable substances.Treatmenf of livestock industry and food wastes in same system indicates that solid waste can be reused and stabilization of these kind of waste is also applicable. Livestock industry waste has high buffer capacity and when it is treated with acids it has high biodegredability capacity.On the other hand , kitchen waste which is easily biodegredable has low buffer capacity and high biogas production yield. During biogas production , acidification is one of the problem which is caused by low buffer capacity.In this study, the treatment of the mixture of cattle manure and kitchen waste in different operating conditions to ensure recovery of methane and hydrogen under anaerobic conditions is examined and system performance is presented. The main aim of co-digestion of cattle manure and kitchen waste is to supply balance different substrates in a mixture. Co-digestion of organic wastes has many advantages like raising the methane yield, balance of the system, creating a new type of waste and economic benefits.