Farklı endüstriyel atıksuların biyokimyasal metan potansiyelinin tespit edilmesi
Determination of biochemical methane potential of different industrial wastewaters
Yazar: ELİF ÜNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NESLİHAN MANAV DEMİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada peyniraltısuyu (PAS), süt ve sakız endüstrisi atıksularının biyokimyasal metan potansiyeli (BMP) incelenmiştir. Kullanılan atıksulara ek olarak, büyükbaş atığı, tavuk atığı, mezbaha atıksuyu ve makroalg gibi atıkların etkisini incelemek için farklı oranlarda karıştırılarak BMP çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Peyniraltısuyu ile 26 set, süt endüstrisi atıksuyu ile 22 set ve sakız endüstrisi satıksuyu ile 12 set olmak üzere toplam 60 set BMP reaktörü kurulmuştur. Çalışma süresince tüm deneyler 35ᵒC'de gerçekleştirilmiş olup aşı çamuru olarak anaerobik çürütme çamuru ve granüler çamur olmak üzere iki farklı aşı çamuru kullanılarak değerlendirmeler yapılmıştır. Peyniraltısuyu ile kurulan setlerde en yüksek metan potansiyeli sadece peyniraltısuyunun ve anaerobik aşı çamurunun kullanıldığı sette (PAS 16) 533 mLCH4/gKOİeklenen olarak elde edilmiştir. Süt endüstrisi atıksuyu ile kurulan setler arasından en yüksek metan potansiyeli %93 Süt+%7 Tavuk atığı ve granüler aşı çamuru kullanılan sette (Süt 4) 996 mLCH4/gKOİeklenen olarak elde edilmiştir. Sakız endüstrisi atıksuyu ile kurulan setler arasından en yüksek metan potansiyeli %80 Ham Sakız+%7 Tavuk+%13 Mezbaha ve granüler aşı çamuru kullanılan sette (Sakız 5) 417 mLCH4/gKOİeklenen olarak tespit edilmiştir. 
Tez kapsamında ayrıca bekletme süresine bağlı olarak biyogaz üretimini simüle etmek maksadıyla birinci derece kinetik model, modifiye Gompertz eşitliği, transfer ve lojistik fonksiyon modelleri olmak üzeri toplam dört farklı model değerlendirilmiştir. Peyniraltısuyu için en yüksek korelasyon katsayısı (R2) lojistik fonksiyon ile PAS 5 için 0,998 olarak tespit edilmiştir. Süt endüstrisi atıksuyu için en yüksek korelasyon katsayısı lojistik fonksiyon ile Süt 4'te 0,996 ve Modifiye Gompertz eşitliği ile Süt 4, Süt 8 ve Süt 21'de 0,996 olarak belirlenmiştir. Sakız endüstrisi atıksuyunda en yüksek korelasyon katsayısı lojistik fonksiyon ile Sakız 1'de 0,995 olarak belirlenmiştir. Korelasyon katsayıları (R2) tüm modeller için peyniraltısuyunda 0,641-0,998 arasında, süt endüstrisi atıksuyu için 0,880-0,996 arasında ve sakız endüstrisi atıksuyu için ise 0,961-0,995 arasında değişmiştir.

Abstract:
In this study, biochemical methane potential (BMP) of cheese whey (CW), dairy (DW) and chewing gum (CGW) industry wastewater were investigated. In addition to the wastewater used, BMP studies were carried out by mixing in different ratios to examine the effect of wastes such as cattle manure, chicken manure, slaughterhouse wastewater and macroalgae. A total of 60 sets of BMP reactors, 26 sets with cheese whey, 22 sets with dairy industry wastewater, and 12 sets with chewing gum industry wastewater, were installed. During the study, all experiments were carried out at 35ᵒC, and evaluations were made using two different inoculum, anaerobic digestion sludge and granular sludge. In cheese whey sets (CW 16), the highest methane potantial was obtained as 533 mLCH4/gCODadded only in the set which includes cheese whey set and anaerobic sludge. Among the sets with dairy industry wastewater, the highest methane potential was obtained as 996 mLCH4/gCODadded in the set (DW 4), where 93% dairy industry wastewater+ 7%chicken manure and granular sludge were used. Among the sets with chewing gum industry wastewater, the highest methane potential was obtained as 417 mLCH4/gCODadded in the set (CGW 5), where 80% chewing gum industry wastewater+7%chicken manure+13%slaughterhouse wastewaters and granular sludge were used.
Within the scope of the thesis, a total of four different models, namely first-order kinetic model, Modified Gompertz equation, transference and logistic function models, were evaluated in order to simulate biogas production depending on the holding time. The highest correlation coefficient (R2) for cheese whey was found as 0.998 for CW 5 with the logistic function. The highest correlation coefficient for dairy industry wastewater was determined as 0.996 for Ddairy4 with the logistic function and 0.996 for Dairy 4, Dairy 8 and Dairy 21 with Modified Gompertz equation. The highest correlation coefficient in chewing gum industry wastewater was determined as 0.995 in CGW 1 with logistic function. Correlation coefficients (R2) varied between for all models 0.641-0.998 for cheese whey, 0.880-0.996 for dairy industry wastewater, and 0.961-0.995 for chewing gum industry wastewater.