Biohydrogen gas production from wastewater treatment sludge by dark fermentation
Atıksu arıtma çamurlarından karanlık fermentasyon ile hidrojen gazı üretimi
- Tez No: 328421
- Danışmanlar: PROF. DR. İLGİ K. KAPDAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Fosil yakıt rezervlerinin azalması nedeniyle, yeni ve temiz bir enerji kaynağına ihtiyaç vardır. Hidrojen gazı, temiz ve enerji değerinin yüksek olması nedeniyle fosil yakıtların yerini alabilecek bir enerji kaynağıdır. Hidrojen üretiminde fiziksel, kimyasal yöntemler ve önemli avantajları olan biyolojik yöntemler kullanılmaktadır. Karanlık fermentasyonla hidrojen üretimi en bilinen biyolojik yöntemdir. Diğer biyolojik yönetmelere gore basit işletim şartlarında daha yüksek üretim verimi ve hızı elde edilebilmektedir. Sürdürülebilir biyohidrojen üretimi için yüksek karbon içerikli, ucuz ve sürekliliği olan ham madde gereklidir. Önemli bir çevre kirliliği yaratan arıtma çamurları, yüksek karbon içeriği ve atık madde niteliğinden dolayı biyohidrojen üretimine uygun bir kaynaktır. Arıtma çamurunun bu amaç için kullanılması atık yönetimine ve enerji üretimine önemli bir katkı sağlayacaktır.Bu tez çalışmasında, arıtma çamurundan ışıksız fermantasyonla hidrojen gazı üretimini etkileyen faktörlerin belirlenmesi, hidrojen üretim hızını ve verimini arttırmak amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, arıtma çamuruna, tek basamak asit hidrolizi ve ısıl işlemle hidroliz, iki basamak asit-ısıl işlemle hidroliz olmak üzere üç farklı ön işlem uygulanmış, maksimum hidroliz verimi sağlayan yöntem belirlenmiş ve hidroliz şartları optimize edilmiştir. Asit-ısıl işlemle hidrolizde optimum hidroliz şartları olan t=60 dk, pH=2 ve T=135 santigrat derece'de toplam şeker derişimi tek basmak asit ve ısıl işlemle hidrolize nazaran, sırasıyla, 4 ve 0.5 kat artmıştır. Projenin ikinci aşamasında, besi ortamı bileşimi ve fermantasyon şartlarının etkisi incelenmiştir. Üretimi etkileyen en önemli faktörlerin pH ve biyokütle derişimi olduğu belirlenmiş ve verim 3.3mol/mol glikoz'a kadar ulaşmıştır. Besi ortamına azot ve protein ilavesi hidrojen gazı üretimine önemli bir katkı sağlamamıştır. Filtrattan hidrolize çamura nazaran daha yüksek üretim verimi ve hızı elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The decrease in fossil fuel resources revealed an urgent need for new and clean energy sources. Hydrogen is a clean and high energy fuel and considered as potential substitute for fossil fuels. Chemical, physical and biological methods are used for the production but, biological methods have certain advantages over the others. Dark fermentation is one of the biological hydrogen gas production processes. It is simple and practical with high rate and yield of formation. Sustainable biohydrogen production requires available and low cost, carbon containing raw material. Wastewater treatment sludge, which is an important environmental problem, could be a suitable raw material for biohydrogen production due to its high organic substance content. Utilization of waste sludge for hydrogen generation may help sludge management and sustainable energy production.In the light of these facts, the study aimed to determine the significant factors that affect hydrogen production from waste sludge by dark fermentation. For this purpose, sludge hydrolysis method and conditions were determined in the first stage of the study. Three hydrolysis methods as single stage acid, single stage heat treatment and two stage sequential acid-heat treatment were applied to sludge. Two-stage hydrolysis provided 4 times and 0.5 times higher total sugar concentrations compared to acid and heat treatment,respectively, under optimized conditions as t=60 min, pH=2 and T=135 degrees celcius. In the second stage of the study, the effects of media composition and fermentation conditions on hydrogen gas production from filtrate and hydrolyzed sludge were investigated. The most important factors were initial biomass concentration and fermentation pH. The yield of production reached to 3.3 mol/glucose at 5g/L biomass concentration and at pH=5. External addition of nitrogen and protein did not affect the production substantially. The yields and rates of production form filtrate were slightly higher than the rates and yields from sludge.
Benzer Tezler
- Atıksu arıtma çamurlarından biyohidrojen elde edilme potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of biohydrogen production potential from sewage sludge
İLKNUR ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2014
BiyoteknolojiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR
- Biological hydrogen production from olive mill wastewater and its applications to bioremediation
Zeytin fabrikası atıksuyundan biyolojik hidrojen üretimi ve atıksu arıtımı için bu yöntemin uygulanabilirliği
ELA EROĞLU
Doktora
İngilizce
2006
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
PROF. DR. UFUK GÜNDÜZ
- The impact of ultrasound pretreatment on performance of anaerobic digestion of residual biomass of a farmland biogas plant.
Ultrasonik ön arıtmanın tarımsal biyogaz tesislerinden çıkan artık biyokütlenin anaerobik çürütme verimine etkisi.
MEHTAP VURAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜYA TAŞLI TORAMAN
- Biohydrogen production from baker's yeast industry wastewater using anaerobic membrane bioreactors
Ekmek mayası endüstirisi atıksuyundan membran biyorektörde biyohidrojen üretimi
CEREN KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
DOÇ. DR. DİDEM OKUTMANTAŞ
PROF. BÜLENT KESKİNER
- Integrated nutrient removal and biogas production using microalgal and anaerobic microbial cultures
Mikroalgal ve anaerobik mikrobiyal kültürler ile entegre besiyer madde giderimi ve biyogaz üretimi
AYŞE ÖZGÜL ÇALICIOĞLU ŞENGÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. GÖKSEL NİYAZİ DEMİRER