Evsel katı atıklardan biyogaz üretiminde termal ve kimyasal önişlemlerin etkisi
Effect of thermal and chemical pretreatment on biogas production from municipal solid waste
Yazar: SOLMAZ GARAN
Danışman: DOÇ. DR. FİLİZ DADAŞER ÇELİK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada evsel katı atıkların organik kısmından biyogaz üretiminde termal ve kimyasal önişlemlerin etkileri araştırılmıştır. Önişlemler atıkları mikroorganizmaların daha kolay parçalayabileceği hale getirmekte ve metana dönüşüm oranlarını arttırmaktadır. Bu çalışmada termal ve kimyasal önişleme uğramış atıklarla, işleme tabi tutulmayan atıkların biyogaz verimleri karşılaştırılmıştır. Çalışmada kullanılan atıklar düşük organik madde içeriğine sahip olup, selülozik madde içeriği yüksektir. Benzer özelliklere sahip atıklara termal (70oC ve 120oC) ve kimyasal (%4 ve %10 gNaOH/gKM) önişlemler uygulanmış, üretilen biyogaz miktarları ve metan içerikleri günlük olarak takip edilmiştir. 30 günlük izleme dönemi sonunda önişlemsiz atıklardan biyogaz üretimi 55 L/kg UKM, iken %4 gNaOH/gKM ile önişlem uygulanmış atıkta biyogaz üretimi 162 L/kg UKM, %10 gNaOH/gKM ile önişlem uygulanmış atıkta biyogaz üretimi ise 128 L/kg UKM olarak gerçekleşmiştir. Kimyasal önişlem uygulanmış olan atıklardan elde edilen biyogaz miktarı önişlem uygulanmamış atıktan elde edilen miktardan 2-3 kat daha fazladır. Termal önişlem uygulanmış atıklarda ise 70oC'de önişlem uygulanmış atıklarda biyogaz üretimi 44 L/kg UKM ve 120oC önişlem uygulanmış atıklardan biyogaz üretimi ise 71 L/kg UKM olarak gözlenmiştir. Termal önişlemlerde biyogaz üretiminde değişime neden olsa da, bu etki kimyasal önişlemlerin etkisinden daha azdır. Kinetik çalışmaları kimyasal önişlem uygulanan atıklar için biyogaz üretim hızının diğerlerine nispeten daha yüksek olduğunu göstermiştir. Sonuçlar biyogaz üretim düzeylerinin önişlemlerle arttırılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, we analyzed the effects of thermal and chemical pretreatment on biogas production from organic fraction of municipal solid wastes. Pretreatment provides easier decomposition of wastes by microorganisms, thus it increases conversion to methane. In this study, biogas production from untreated organic wastes and wastes that were subjected to thermal and chemical pretreatment were compared. The organic matter content of the waste was low and cellulose content was high. Thermal (70oC and 120oC) and chemical (4% and 10% gNaOH/gSolids) pretreatments were applied to wastes. Biogas production by untreated solid wastes was 55 L/kg VS(volatile solids), while that was 162 L/kg VS with 4% gNaOH/gSolids pretreatment 128 L/kg VS with 10% gNaOH/ gSolids pretreatment . Biogas production was 2-3 times higher with chemical pretreatment. With 70oC thermal pretreatment biogas production was 44 L/kg VS and it was 71 l/kg VS with 120oC thermal pretreatment. Biogas production with thermal pretreatment was not as high as biogas production with chemical pretreatment. Analysis of reaction kinetics showed that biogas production rate was also higher with chemical pretreatment. Analysis showed that chemical and thermal pretreatment can be applied for increasing biogas production from organic fraction of municipal solid wastes.