Yukarı akışlı çamur yataklı reaktör tasarımı ve anaerobik ortamda atıklardan biyogaz eldesi
Design of an upflow anaerobic sludge reactor and production of biogas from anaerobic digestion of waste in upflow sludge blanket reactors
Yazar: MEHMET İSMET BAYRAKLI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ İBRAHİM ATILGAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Anaerobik ortamda biyogaz üretimi dünyada yaygın olarak kullanılan bir teknolojidir. Ülkemizde ve dünyada bu sürece etkiyen temel parametrelerin değiştirilmesi üzerine bilimsel çalışmalar yapılmakta ve bu çalışmaların biyogaz üretim verimine etkileri incelenmektedir. Bu çalışma kapsamında, öncelikli olarak yumurta tavuğu dışkısının karakteristik özellikleri tespit edilmiştir. Daha sonra bu dışkı üzerinde yapılan asidik ve bazik ön işlemli ve ön işlemsiz uygulamaların biyogaz üretim miktarları üzerinde oluşturacağı etkileri ve biyogaz içerisindeki metan oranları incelenmiştir. Bu inceleme neticesinde, anaerobik ortamda çürütülmek üzere fermantöre beslenecek olan %22,66 katı madde ve  %74,92 uçucu katı madde içeren yumurta tavuğu dışkısının; ön işlemsiz olması ve %7,42 toplam katı madde oranına seyreltilmesi gerekliliği ortaya konmuştur.  Fermantasyon sonucu açığa çıkan gazın %78,35 CH4 değerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Böylece yumurta tavuğu dışkısından maksimum düzeyde biyogaz üretiminin sağlanabilmesi için, ideal ortam koşulları tespit edilmiştir.  Elde edilen bu verilere göre iki adet yukarı akışlı çamur yataklı reaktör uygulamalı biyogaz tesisi tasarımı yapılmış ve Sanayi Bakanlığından alınan destek kapsamında bir adet biyogaz tesisinin kurulumu gerçekleştirilmiştir. Bu tesise %7,42 toplam katı maddeli tavuk dışkısı beslemesi yapılmıştır. Mevcut çalışma 3 farklı uygulama ile olmuştur. İki reaktör beraber çalışma, tek reaktör çalışma ve tek reaktör geri besleme sistemi ile çalışma. Deneysel çalışmalara göre tek reaktörlü sistemde  %5-10 arasında daha düşük gaz çıkışı sağlamıştır. Çift reaktörlü uygulama arasında tek reaktörlü sisteme göre %10-12 arasında fazla gaz çıkışı sağlanmıştır.  Ayrıca sisteme adapte edilen geri dönüşüm sistemi ile ilk reaktöre göre %3-5 arasında gaz artışı sağlanmıştır.

Abstract:
Anaerobic biogas production is a technology which is widely used in developed countries. There are many scientific research studies are conducted all over the world. These studies include the parameters effecting anaerobic biogas production process and production efficiency.  In this study, first the characteristics of layer hen manure have been determined, then the effects of pre-treatment of the manure on the biogas production and the methane content of the produced biogas have been examined. As a result of the study, the values of the sludge to be fed to fermenter to decompose in the anaerobic medium    have been found as 7.42% Total solid, 73.86% volatile solid,  and 78.35% CH4 Thus,  the ideal environment conditions have been  identified to achieve the maximum level of biogas production from the manure of    layer hen.  According to the obtained datas, two upflow anaerobic sludge reactor were made of design within biogas plants. And then one biogas plant was set up with the support of the ministry of industry. The biogas measurements were made continiously in this biogas plant and this gas were compared with previous experimental results. The hen manure which included 7,42%  total solid was feed to biogas plant. The working had three different application. These were two reactor, one reactor and the lastly one reactor with recycle system. According to biogas measurements, the two reactor system had more production of biogas between 10% and 12%  then the one reactor system. Also the one reactor with recycle system had more production of biogas between 3% and 5%  then the one reactor system.