İzmir evsel çöpünden biyometan şeklinde enerji geri kazanılabilirliği
Recovery of bioenergy in the form of methane from İzmir municipal solid waste
Yazar: YASEMİN ERSOY
Danışman: DOÇ. DR. NURİ AZBAR ; PROF. DR. FETHİ DOĞAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Enerji = Energy ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Anaerobik arıtma = Anaerobic treatment ; Anaerobik reaktörler = Anaerobic reactors ; Biyogaz = Biogas

Özet:
Tüm ülkelerde miktarı gittikçe artan katı atıkların bertarafı önemli birçevresel sorun olarak karsımıza çıkmaktadır. Yeni yönetmeliklerde getirilenkısıtlamalara bağlı olarak dünya ülkelerinde eğilim; enerji üretimi vemateryal geri kazanımını sağlamak seklindedir. Geleceğe yönelik yapılanprojeksiyonlarda kentsel katı atıklara uygulanan biyolojik islemlerin önemtasıdığı görülmektedir. Anaerobik fermantasyon organik materyalin çevredostu uygulamalarla dezenfeksiyonu yanında enerji üretimi ile degünümüzün güncel konularındandır.Bu çalısma kapsamında, ?zmir ilinde toplanan, organik içeriklikentsel katı atıklar anaerobik sindirim prosesinde besleme stoğu olarakkullanılmak üzere karakterize edilmistir. %5?35 kuru madde aralığındakentsel katı atıkların anaerobik sindirimi, biyogaz üretim potansiyellerikesikli reaktörler kullanılarak saptanmıstır. Biyokimyasal metan potansiyelidenemeleri organik atığa anaerobik kültür eklenerek, anaerobik kültürolmaksızın sadece %5 - 35 kuru madde (KM) ile hazırlanan çözeltiler ile veKO? değerleri 3 ?10 ?30 g/L olacak sekilde üç farklı konsantrasyondahazırlanan biyoreaktörler ile incelenmistir. Sonbahar, kıs ve yazmevsimleri için uygulanan laboratuar ölçekli denemelere göre uygunbiyogaz üretimi %5?20 KM aralığıdır. Üç mevsimde elde edilen sonuçlarınortalamasına göre (minimum değerler %5 KM, maksimum değerler 35%KM değerlerinin ortalamasıdır) ilk bölümde biyogaz üretimi229?484 m3/ton KM, anaerobik kültür olmaksızın yapılan denemelerde buoran 84 ? 176 m3/ton KM aralığındadır. Son bölümde 3 gl?1 KO?konsantrasyonunda 71 -121 m3/ton KM, 10 gl?1 KO? için; 72?170 m3/tonKM, 30 gl?1 KO? için; 100?201 m3/ton KM sonuçları laboratuar sartlarındaelde edilmistir. Konsantrasyon arttıkça kümülatif gaz üretimi artmaktadır.Ası varlığında biyogaz üretimi ası olmaksızın yapılan denemeler ilekarsılastırıldığında kıs mevsiminde gaz üretiminin 4 kat, sonbahar ve yazmevsimlerinde yaklasık 2,5 kat fazla olduğu görülmüstür. Sonuçlar biyogazüretiminin anaerobik organizmaları içeren ası ile yapılmasını öngörmektedir.Çalısmanın devamında tek ve iki fazlı anaerobik reaktörlerkullanılarak sistemlerin arıtma performansları karsılastırılmıstır. ?sletmeparametreleri olarak; sıcaklık, pH, organik madde yükleme hızı, hidrolikbekleme süresi değerleri izlenmistir. Reaktör çıkıs suyunda; KO?, UYA'leri,pH, AKM parametreleri ölçülmüstür. Faz ayrımlı sistemden daha iyi çıkıskalitesi, daha düsük askıda katı madde, yüksek KO? giderimi elde edilmistir.Anahtar Sözcükler: Biyogaz, biyokimyasal metan potansiyeli (BMP),mezofilik anaerobik sindirim, kentsel katı atıkların organik fraksiyonu, tekve iki fazlı anaerobik arıtma

Abstract:
The management of solid waste is one of the major problems whichthe contemporary communities are facing today. Depending on legalrestrictions taken place in regulations of many countries, new approach inall over the world is that energy production and material recovery.According to the future predictions, the disposal of organic wastes throughbiological methods is very important. Anaerobic fermentation became apopular subject in recent years together with environmentally friendlyapplications for disinfections of organic material as well as energyproduction.In this study organic fraction of municipal solid wastes (OFMSW)that collected in the Izmir City was characterized for its potential use as afeedstock for anaerobic digestion processes. The anaerobic digestibility andbiogas generation potential of the municipal solid waste were determinedusing batch reactors. Anaerobic digestion process is distinguished forOFMSW, which is preferred 5-35 % dry matter (DM). Biochemicalmethane potential (BMP) experiments were performed by adding anaerobicculture to the organic waste, with only 5-35 %DM solutions (in the absenceof anaerobic culture) and three different waste concentrations, namely 3 -10and 30 g/l were used in the third part of the experiments. These laboratoryscale experiments were applied for winter, autumn and summer seasons. Onthe basis of the laboratory results, DM rate is suitable between 5-20% forbiogas production. As average of three seasons; (minimum values areaverage of 5% DM values - maximum values are average of 35% DMvalues for the seasons) in the first part, it has been demonstrated that abiogas production at a rate of 229 ? 484 m3/ton DM, in the absence ofanaerobic culture this rate is between 84 ? 176 m3/ton DM and in the lastpart for 3 gl-1 COD; 71 -122 m3/ton DM, for 10 gl-1 COD; 72-170 m3/tonDM, for 30 gl-1 COD; 100-201 m3/ton DM could be achieved underlaboratory conditions for Izmir city. In winter, the bottles with anaerobicculture had 4 times higher biogas production than the ones withoutanaerobic culture, and this rate is 2?2,5 in autumn and summer seasons.In the advising parts of the study, the treatment performances of thesystems are compared through single and two phase anaerobic digestion oflaboratory scale reactors. Operating conditions and applications of thesystems were investigated as process control and operations; pH, organicloading rate, hydraulic retention time was evaluated. Parameters includingCOD, VFAs, pH, and suspended solids have been regularly monitored in theeffluent of the reactor.Keywords: Biogas, biochemical methane potential (BMP), mesophilicanaerobic digestion, organic fraction of municipal solid wastes, single andtwo phase anaerobic digestion