Evsel atıksu arıtma tesisi çamurları ile termokimyasal ön arıtım uygulanmış lignoselülozik atıkların birlikte anaerobik parçalanabilirliğinin değerlendirilmesi

Bu tez kapsamında, lignoselülozik kökenli sera atıklarının anaerobik parçalanabilirliğini arttırmak amacıyla atıklara anaerobik parçalanma öncesi termal-H2SO4, termal-HCl, termal-NaOH ve termal-Ca 2 ön arıtım prosesleri uygulanmıştır. Arıtma çamurlarının anaerobik parçalanabilirliğini geliştirerek biyogaz üretimini arttırmak için arıtma çamurlarına termokimyasal ön arıtımla muamele edilen sera atıkları ağırlıkça %20, 40, 50, 60, 80 ve 100 oranlarında ilave edilmiş ve metan üretim potansiyelleri standart BMP testi ile değerlendirilmiştir. Arıtma çamuru ve ham sera atıklarının birlikte anaerobik parçalanabilirliğinde, arıtma çamuruna eklenen ham sera atığının karışımdaki miktarının arttırılmasıyla tKOİ giderim veriminin azaldığı, UKM giderim verimi, metan üretimi ve toplam reaksiyon hız sabitinin arttığı belirlenmiştir. Karışım numuneleri arasında en yüksek kümülatif metan üretimi 299, 40 mLCH4/gUKM değeri ile 20:80 karışım oranından elde edilmiştir. Sera atıklarına termal-H2SO 4 ön arıtım prosesi uygulamasından sonra arıtma çamuru ile birlikte anaerobik parçalanabilirliğinde, arıtma çamuruna termal-H2SO 4 ön arıtım uygulanan numunelerin ilave edilmesiyle atıkların reaksiyon hız sabitlerinin ve UKM giderim verimlerinin azaldığı ve bu azalmaların metan üretimine yansıdığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada termal-H2SO 4 ön arıtımla muamele edilen sera atıklarının arıtma çamurunun anaerobik parçalanabilirliğini geliştirmediği sonucuna ulaşılmıştır. Sera atıklarına uygulanan bir diğer asit ön arıtım prosesi ise termal-HCl ön arıtımdır. Arıtma çamuruna, termal-HCl ön arıtım prosesi uygulanan numunelerin (1,44H ve OPT1) eklenmesiyle reaksiyon hız sabitlerinde önemli fark olmadığı, UKM ve tKOİ giderim verimlerinin arttığı ve bu artışın metan üretimine yansıdığı gözlenmiştir. Arıtma çamuruna 1 ,44H (60 C reaksiyon sıcaklığı- %5 kuru madde miktarı - %1,44 HCl konsantrasyonu- 324 rpm karıştırma hızı - 1 saat reaksiyon süresi) ve OPT1 (60 C reaksiyon sıcaklığı - %5 kuru madde miktarı - %0 HCl konsantrasyonu - 500 rpm karıştırma hızı- 1 saat reaksiyon süresi) numunelerinin eklenmesi ile oluşturulan karışım numuneleri arasında en yüksek kümülatif metan miktarları 20:80 karışım numunesinden sırasıyla 362, 10 mLCH4/gUKM ve 313, 62 mLCH4/gUKM olarak elde edilmiştir. Sera atıklarına termal-NaOH ön arıtım prosesi uygulamasından sonra arıtma çamuru ile birlikte anaerobik parçalanabilirliğinde; arıtma çamuruna termal-NaOH ön arıtım prosesi uygulanan numunelerin (60N ve 70N) ilave edilmesiyle reaksiyon hız sabitlerinde önemli fark olmadığı, ancak UKM ve tKOİ giderim verimleri ile metan üretim verimlerinin arttığı tespit edilmiştir. Arıtma çamuruna 60N (60 C reaksiyon sıcaklığı - %5 kuru madde miktarı -%0NaOH konsantrasyonu - 0 rpm karıştırma hızı ? 1 saat reaksiyon süresi) ve 70N (70,98 C reaksiyon sıcaklığı - %5 kuru madde miktarı %0,23 NaOH konsantrasyonu - 0 rpm karıştırma hızı - 1 saat reaksiyon süresi) numunelerinin ilave edilmesiyle oluşturulan karışım numuneleri arasında en yüksek metan üretimleri sırasıyla 360, 44 mLCH4/gUKM ve 364, 19 mLCH4/gUKM değerleri ile 20:80 numunesinden elde edilmiştir. Arıtma çamuru ve termal-NaOH ön arıtım uygulanan sera atıklarının birlikte kullanılabilirlikleri değerlendirildiğinde optimum karışım oranları 40:60 ve 20:80 olarak tespit edilmiştir. Sera atıklarına uygulanan diğer ön arıtım prosesi ise termal-Ca 2 ön arıtımdır. Arıtma çamuruna termal-Ca 2 ön arıtım prosesi uygulanan 0 ,11K (60 C reaksiyon sıcaklığı - %5 kuru madde miktarı - 0,11 gr Ca 2/g atık - 0 rpm karıştırma hızı - 1 saat reaksiyon süresi) ve K4 (60 C reaksiyon sıcaklığı - %5 kuru madde miktarı - 0 gr Ca 2/g atık - 233 rpm karıştırma hızı- 1 saat reaksiyon süresi) numunelerinin eklenmesiyle reaksiyon hız sabitlerinin yaklaşık aynı olduğu, ancak UKM ile tKOİ giderim verimlerinin ve metan üretiminin arttığı belirlenmiştir. Arıtma çamuruna 0 ,11K ve K4 numunelerinin eklenmesiyle oluşturulan karışım numuneleri arasında en yüksek metan miktarları sırasıyla 314, 78 mLCH4/gUKM ve 279, 62 mLCH4/gUKM değerleri ile 20:80 karışım numunesinden elde edilmiştir. Arıtma çamuru ve termal-Ca 2 ön arıtım uygulanan atıkların birlikte kullanılabilirlikleri değerlendirildiğinde optimum karışım oranları 50 :50, 40:60 ve 20 :80'dir. Bu tez ile termal-NaOH, termal-Ca 2, termal-HCl yöntemi ile muamele edilen sera atıklarının arıtma çamuruna ilave edilmesiyle anaerobik parçalanabilirliğin arttığı, ancak termal-H2SO 4 yöntemi ile muamele edilen sera atıklarının arıtma çamuru ile birlikte anaerobik parçalanabilirliğinin gelişmediği belirlenmiştir. Bununla birlikte termal-NaOH ön arıtım prosesi ile muamele edilen sera atıklarının arıtma çamuruna ilave edilmesiyle metan üretiminin diğer termokimyasal ön arıtım (H2SO4, HCl ve Ca 2 proseslerinden daha verimli olduğu tespit edilmiştir. Arıtma çamuru ve termokimyasal ön arıtımla muamele edilen sera atıklarının enerji üretimi için birlikte anaerobik parçalanması Antalya bölgesi için alternatif bir prosesdir.