Farklı özellikteki evsel atıklardan biyolojik kurutma yöntemi ile yakıt nitelikli ürün elde edilmesi
Production of quality solid fuel from different waste composition by biological drying process
Yazar: MUTALA MOHAMMED
Danışman: PROF. DR. AYKAN KARADEMİR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Yapılan bu çalışmanın amacı: gözenek arttırıcı madde ile atık kompozisyonunun biyo-kurutma prosesi üzerindeki etkilerini belirlemenin yanında biyo-kurutulmuş maddenin nem ve enerji içeriklerinin optimizasyonunun gerçekleştirilmesidir. Atık kompozisyonlarının oluşturulmasında gıda, kağıt ve plastik atıklar kullanılırken, gözenek arttırıcı madde olarak ise ağaç budama atıkları kullanılmıştır. Biyo-kurutma işlemi tüm atık matrislerinde 7 gün süreyle 0,9 m3 hacimli ve havalandırmanın difüzörler ile sağlandığı reaktörde gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar biyo-kurutma işleminin atıkların ağırlık, hacim ve nem içeriğini azaltmada önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. İlave olarak, başlangıçtaki nem içeriğinin, biyo-kurutma üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu ve sıcaklık ve su giderme oranı ile birlikte uçucu katı biodegrasyonunu etkilediği belirlenmiştir. Biyokurutma indeksi (BI), biyo- kurutma sürecinin performansını göstermiştir. Elde edilen bulgulardan, başlangıç nem içeriğini önemli oranda etkileyen gözenek arttırıcı madde kullanımının gerçekleştirildiği biyo-kurutma prosesinin, biyo-kurutulmuş
malzemelerin enerji içeriğini arttırmak ve nem içeriği, hacim ve ağırlık azaltımını gerçekleştirmek bakımından organik atıkların ön işleminde umut verici bir proses olduğu görülmektedir. Optimizasyon amaçlı olarak kullanılan Taguchi yöntemiyle, nem içeriği ve kalorifik değer için optimum koşullar elde edilmiştir. Etkin parametrelerin ortaya konulması için gerçekleştirilen ANOVA analizine göre gıda atıkları, hem nem içeriği hem de kalorifik değer üzerinde daha belirgin etkiye sahip olmuştur. Avrupa Standardizasyon Komitesi (CEN) tarafından Katı Atıktan Türetilmiş Yakıt (KTY) sınıflamasına göre biyo-kurutulmuş maddenin kalitesi sınıflandırılmıştır.

Abstract:
The main objectives of this research were to determine the effects of bulking agent, waste composition on bio-drying process as well as optimizing moisture and energy content of a bio-dried material. The waste component consisted food waste, paper, plastic and pruning waste as bulking agent. The laboratory experiment consisted of a 0.9 m3 bio-drying reactor equipped with a matrix temperature measuring and air supply system. All the bio-drying process was conducted for a period of 7 days. Four different sets of experiments were conducted to assess the effect of bulking agents on bio-drying process of food waste. The weight, volume and moisture content reduction were determined after the bio-drying process. Three sets of experiments were carried out to indicate the performance of the bio-drying process using biodrying index. For optimization purposes, Taguchi approach was used to determine the influence of waste composition for the optimization of moisture content and calorific value of food waste via bio-drying process. The results revealed optimum configurations for moisture content and calorific value. ANOVA analysis indicated that FW had more prominent effect on both moisture content and calorific value. The predicted and measured values were very close to each other. Additionally, the results realized in the confirmatory experiments at optimized conditions of calorific value was found to be higher than the test runs of Taguchi design, suggesting that Taguchi method was very successful in the optimization of bio-drying factors for moisture content and calorific value. The quality of the bio-drşed material produced was determined according to the SRF classification system by CEN.