Enhancing the performance of anaerobic digestion of dairy manure through phase-separation
Sığır atıklarının anaerobik bozundurma performasının faz ayrımı ile geliştirilmesi
- Tez No: 201665
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKSEL N. DEMİRER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mandıra atığı, anaerobik bozundurma, iki-faz, metan, Dairy manure, anaerobic digestion, two-phase, methane
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Hayvansal gübrenin hem yararlı ürünlere dönüşmesinde hem de bu atıklar kaynaklı su, toprak ve hava kirliliğinin azaltılmasında anaerobik bozundurma (AB) etkin bir yöntemdir. Konvansiyonel yüksek-hızlı anaerobik reaktörler yüksek katı içeriği olan hayvan gübrelerinin bozundurulmasinda etkili olamamaktadır. İki-fazlı AB proses kararlılığının artması, daha küçük ve düşük maliyetli reaktörlerin işletilebilmesi, vb. birçok nedenlerle tek-fazlı sistemlere göre avantajlıdır. Yüksek katı-içerikli atıklar ilk fazda asidifikasyon ile sıvılaşmakta, bu da ikinci fazda daha yüksek metan oluşumlarına yol açarak, faz ayrımlı AB'yı çok daha etkin kılmaktadır. Bu çalışma ile elenmemiş mandıra gübresinin iki fazlı AB'da hidrolik bekletme suresi, yükleme hızı ve pH nın asidifikasyondaki etkileri özelinde, sıcaklığın biyogaz üretimine etkisi ile iki faz ve tek faz sistemlerin AB üzerindeki perfomans etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar göstermektidir ki geri dönüşümsüz asidifikasyon reaktörlerinde yuksek duzeyde uçucu yağ asidi olusmaktadir. Bu reaktör için optimum hidrolik bekletme suresi,ve yükleme hızı sırasıyla 2 gün ve 15 g KM/L.gün olarak seçilmiştir. Optimum asidifikasyon için 5.0-5.5 aralığındaki pH kontrolüne gerek olmadığı bulunmuştur. Moleküler analiz sonuclarina gore zamanla asidogenik bakteri popülasyonları artarken aerobik bakteri populasyonlari azalmıştır. Sıcaklığın biyogaz üretimi uzerinde onemli bir etkisinin oldugu gözlenmistir. İki fazlı sitem tek fazlıdan daha etkili bulunmuştur. Alıkonma süreleri dikkate alınarak yapılan hesaplama ile 3.5 g KM/L.gün yükleme oranındaki iki fazlı sistemin tek faza göre %41 daha fazla biyogaz üretimi sağladığı belirlenmiştir. Böylece sistem performansında önemli iyileşme ve gerekli olan hacimde azalma gerçekleşmektedir. Bu bulgular ile kırsal alandaki basit anaerobik bozundurma reaktörlerinin yaygın olarak kullanılmasında kazanımlar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Anaerobic digestion (AD) is an effective way to convert animal manures into profitable byproducts as well as to reduce the pollution of water, air, and soil caused by these wastes. Conventional high-rate anaerobic reactors cannot effectively process high-solids containing animal manures. The two-phase configuration for AD has several advantages over conventional one-phase processes such as increased stability of the process, smaller and cost efficient process configurations, etc. This study investigated the two-phase AD of dairy manure with particular emphasis on the effects of solids retention time (SRT), organic loading rate (OLR) and pH on anaerobic acidification of unscreened dairy manure; the effects of temperature on biogas production and the comparison of one-phase and two-phase system performance of AD. The results revealed that pre-acidification of dairy manure in daily-fed continuously-mixed reactors with no recycle led to substantial volatile fatty acids production. The optimum operational conditions for anaerobic acidification were determined as SRT and OLR of 2 days and 15 g VS/L.day. The pH control at a range of 5.0-5.5 was not found to be necessary for optimum acidification. Molecular analysis indicated that acidogenic bacteria population increased whilst the aerobic bacteria population decreased as time passed in acidogenic phase. The effect of temperature was clearly observed on biogas production efficiency. Two-phase configuration was determined more efficient than one-phase system. The biogas production in two-phase system was calculated to be 41% higher than that of the one-phase for the same OLR of 3.5 g VS/L.day. This translates into significant performance improvement and reduced volume requirement. This finding represents a further step in the achievement of wider use of simple anaerobic reactor configurations in rural areas.
Benzer Tezler
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste using alkali pretreatment method interms of performance, microbial community, and cost analysis
Lignoselülozik atıkların alkali ön arıtım yöntemi ile anaerobik arıtımı, performans, mikrobiyal topluluk ve maliyet analizi
CANBERK KAZANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Environmental and economic assessment of zero waste management
Sıfır atık yönetiminin çevresel ve ekonomik sonuçlarının değerlendirilmesi
KADRİYE ELİF MAÇİN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
DOÇ. DR. ANDERS DAMGAARD
- Evaluation of co-substrate alternatives for co-digestion of sewage sludge: Coupling plant-wide modelling with life cycle analysis
Arıtma çamurunun birlikte çürütülmesi için ilave substrat alternatiflerinin değerlendirilmesi: Tesis bazlı modelleme ve yaşam döngüsü analizinin birlikte kullanılması
EMİRCAN KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
- Enhancing biomethane production and phosphorus recovery from aerobic granular sludge through a thermal alkali pretreatment
Termal alkali ön arıtma ile aerobik granüler çamurdan biyometan üretiminin ve fosfor geri kazanımının arttırılması
MERVE ATILĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALE ÖZGÜN ERŞAHİN
- High-rate activated sludge process for energy efficient wastewater treatment
Enerji verimli atıksu arıtımı için yüksek yüklemeli aktif çamur prosesi
HAZAL GÜLHAN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK