İki aşamalı termofilik anaerobik sistemde tavuk gübresinden biyogaz üretimi: Zeolit etkisinin araştırılması
Biogas production from chicken manure in two stage thermophilic anaerobic system: Investigation of zeolite effect
Yazar: KENAN DALKILIÇ
Danışman: PROF. DR. AYŞENUR UĞURLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yumurta üretimi tesislerinden kaynaklanan tavuk atıkları ile, iki aşamalı, mezofilik asetojen ve termofilik metanojen anaerobik reaktörlerinde biyogaz üretimi ve zeolitin biyogaz üretimine etkisi araştırılmıştır. Öncelikle, ağırlıkça % 1.8 uçucu katı madde (UKM) (% 3 toplam katı madde, TKM) içeriğe sahip tavuk atıkları, sırasıyla 16, 12 ve 8 günlük hidrolik bekleme sürelerinde, tek ve iki aşamalı reaktör sitemine beslenerek biyogaz üretimlerinin karşılaştırması yapılmıştır. Buna göre en uygun hidrolik bekleme süresi (HBS) belirlenerek, iki adet iki aşamalı reaktör sisteminde, ağırlıkça % 2.3 UKM (% 3.8 TKM) ve % 5.85 UKM (% 8.25 TKM) aralığında konsantrasyona sahip tavuk atıklarından üretilen, biyogaz miktarı, biyogazın metan içeriği ve iki aşamalı reaktör sistemlerinden birine eklenen zeolitin (10, 20, 30 g/L) biyogaz ve metan üretimine, amonyum azotu konsantrasyonuna, organik asit giderimine, toplam katı madde ve uçucu katı madde giderimine etkisi araştırılmıştır. Deneyler sonucunda toz zeolitin partikül çapının 0.5 mm`den daha küçük olmasından dolayı, biyogaz ve metan üretimine, TKM, UKM ve organik asit giderimine etkisi olmadığı, ancak az da olsa amonyum azotu giderimi açısından olumlu bir etkisi olduğu gözlemlenmiştir. En yüksek biyogaz dönüşüm oranı, 549 ml/g UKM-gün olarak, ağırlıkça % 2.3 (% 3.8 TKM) içeriğine sahip atık beslenmesi esnasında olmuştur. Organik asit giderimi % 93`e kadar yükselmiştir. Amonyum azotu giderimi de 30 gr zeolit/L konsantrasyonunda % 26 olmuştur. Çalışma boyunca iki aşamalı sistemlerde üretilen biyogazın CH4 oranı % 74-82 arasında değişmiştir.

Anahtar Kelimeler : Biyogaz, metan, anaerobik proses, tavuk atığı, termofilik, 
zeolit

Abstract:
In this study, biogas production from chicken manure originated from egg production facility and the effect of zeolite on biogas production is investigated in a two stage (mesophilic asedogenesis and thermophilic metanogenesis) anaerobic system. First, chicken manure with 1.8 % volatile solids (VS) (3 % total solids, TS by mass) is fed to both one stage and two stage reactor at hydrolic retention time of 16, 12 and 8 days respectively and their biogas productions are compared. Thus, after determining the most appropriate hidrolic retention time (HRT), biogas production rate and methane content of produced biogas are investigated in two groups of two stage reactors which are fed with chicken manure between 2.3 % VS (3.8 % TS) and 5.85 % VS (8.25 % TS) by mass. The effects of zeolite (10, 20, 30 g/L) on biogas and methane production, ammonium nitrogen concentration, removal of organic acids, removal of total solids and volatile solids are examined that is placed in one of the two stage systems. At the end of the experiments, it is observed that powdered zeolite in the reactor, had no effect on biogas and methane production, and removal of VS and organic acid due to its particles size smaller than 0.5 mm. But it has been seen that it has a little effect on removal of ammonium nitrogen. The highest biogas production rate occured as 549 ml/g VS-d during feeding waste including 2.3 % VS (3.8 % TS). Organic acid removal improved up to 93 %. Ammonium nitrogen removal was 26 % during 30 g zeolite/L in the reactor. Along the study CH4 content of the biogas produced by two stage reactors was between 74-82 %.

Keywords : Biogas, methane, anaerobic process, chicken manure, thermophilic, 
zeolite