Kapalı döngü membran destekli biyogaz prosesi ile tavuk atıklarından temiz enerji üretimi
Green energy production from chicken manure with closed loop membrane supported biogas process
Yazar: DUYGU KARAALP
Danışman: PROF. DR. NURİ AZBAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Ülkemizde önemli bir ekonomik aktivite olan tavukçuluk sektörü atıklarının azot içeriği biyogaz dönüşümlerinde önemli bir teknik sorundur (tavuk atığı kütlece %5-6 azot içerir) ve azotun anaerobik biyoreaksiyonların gerçekleşmesi sırasında bakteriler üzerinde toksik etki yaratma riski çok yüksektir. Bu nedenle ham tavuk atığın sürekli olarak temiz su ilavesi ile bu toksik sınırı değerin altına seyreltilmesi zorunludur.  Sürekli ilave edilen bu sıvı akımda fermentasyon sonrasında hemen kullanılamadığından en yakın gübreleme periyoduna kadar sıvı atık olarak elde kalır ve yüksek ilk yatırımlı çok büyük depolama hacimlerine ihtiyaç duyar. 
Bu tez çalışmasında, biyogaz üretim prosesi sonrasında sirkülasyon hattına yerleştirilen azot selektif membran ünitesi ile azotun sürekli olarak sirkülasyon hattından uzaklaştırılması ve aynı suyun defalarca besleme hattında kullanılabilmesi, ilave temiz su ihtiyacının çok önemli oranda azaltılması, fermentasyon sonrası oldukça maliyetli depolama hacimlerinin ortadan kaldırılması için imkan yaratılması hedeflenmiştir. Bu amaçla tez çalışmaları, tavuk atığının karakterizasyonu ile başlamış ve çalışmanın ilk kısmında uygun membran seçimi ve operasyonal şartların optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Fermentörün işletime alınması ile membran ünitesi entegre çalıştırılarak sürekli membran denemeleri tamamlanmıştır. Çalışmada membran destekli biyogaz üretim sistemlerinin kullanımının sadece yurt içinde değil yurt dışında da alternatif enerji kaynakları açısından önemli bir potansiyel seçenek olan tavuk atıklarının biyoenerji içeriğinin geri kazanımı sürecinde membran destekli biyogaz üretim sistemlerinin kullanımının uygulanabilir bir çözüm sağlayacağı sonucuna varılmıştır.
Anahtar sözcükler: biyogaz, membran, tavuk atığı, yenilenebilir enerji

Abstract:
Chicken manure (CM) which has been generated from an important economic activity in our country has serious technical problems in biogas production due to its high nitrogen content (CM contains 5-6% nitrogen). Nitrogen impose risk of inhibition to anaerobic bacteria during the biochemical degradation of organic material. Therefore, the most common application method is either the dilution of raw material with fresh water or co-digestion with other available organic substrates in order to dilute the raw chicken manure's nitrogen content down to a non-toxic level. The addition of huge level of fresh water becomes a residual after fermentation and it needs to be stored for a long time of period until it can be used as fertiliser. This approach has high capital cost for storage and other practical problems in operation. 
In this thesis, "the use of nitrogen selective membranes" is aimed in order to remove the nitrogen from the circulation line and de-nitrogenated circulation water could be continuously used for many times as feed water in the inlet. Thereby, fresh water requirement would be decreased significantly and need for huge amount of storage investment would also be eliminated. 
For this purpose, the thesis began with the characterization chicken waste and in the first part of the project, batch membrane studies focused on the selection of appropriate membrane and optimization of operating conditions. Afterwards, continuous membrane operation was carried out in connection with operating fermentor. Within this study, it was reported that the use of membrane supported biogas production systems could provide a feasible solution not only at national but also international level in terms of recovery of bioenergy content of chicken manure which is an improtant alternative energy potential.
Keywords: biogas, membrane, chicken manure, renewable energy.