The effects of pretreatment on biogas production from maize straw and cattle manure
Mısır artıkları ve sığır gübresinden biyogaz eldesinde ön arıtımın etkisi
- Tez No: 592931
- Danışmanlar: Prof. Dr. AYŞENUR UĞURLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Biyogaz, ön arıtma, lignoselüloz, metan, mısır saman, sığır gübresi, Biogas, pretreatment, lignocellulose, methane, maize straw, cattle manure
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Bu çalışmanın amacı, fiziksel ve kimyasal ön arıtımın tarım atıkları (mısır artıkları ve sığır gübre) üzerindeki etkilerini belirlemektir. Sığır gübresi ve mısır samanının toplam katı madde oranları sırasıyla %86.1 ve %41.2 olmuştur. Uçucu katı madde oranları ise sığır gübresinde %82 ve mısır samanında %51.6 olarak ölçülmüştür. Biyokimyasal metan potansiyeli ve indirgen şeker ölçümlerinde atıklar %5 TKM oranında kullanılmıştır. İndirgen şeker Miller (Miller, 1959) metodu kullanılarak ölçülmüştür. Biokütle örnekleri çamurla 50:50 oranında karıştırılmıştır. Karışımın pH değeri 7.0-7.5 değerlerine ayarlanmış ve örnekler 37oC (mezofilik) inkübatörde tutulmuştur. Biyogaz ölçümleri günlük yapılırken karbon dioksit ölçümleri haftada bir yapılmıştır. Kullanılan atıklara alkali ve asidik olmak üzere iki faklı ön arıtım metodu uygulanmıştır. Mısır samanı için en verimli ön arıtım metodu alkali ön arıtım olmuştur. Alkali ön arıtım sonrası günlük ve kümülatif biyogaz üretiminde %163'lük bir artış olmuştur. Asidik ön arıtım uygulanan mısır samanından biyogaz üretimi prosesi 24-27 (diğer ön arıtım işlemlerine göre daha az) gün sürmüştür. Mısır samanına ufalama, mikrodalga ve sıcak su gibi üç farklı fiziksel ön arıtım yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntemler içerisinde mikrodalga yöntemi diğer yöntemlere göre 3 kat daha fazla biyogaz üretim verimi sağlanmıştır. Kullanılan sığır gübresine H2SO4, NaOH, mikrodalga ve sıcak su ön arıtım yöntemleri uygulanmıştır. Asidik ön arıtım yöntemi mısır atıklarından farklı olarak sığır gübresi çalışmalarında daha verimli olmuştur. 135℃ sıcak ön arıtım yöntemi uygulanan sığır gübresinde kümülatif biyogaz üretiminde %103 artış olmuştur. Mikrodalga ön arıtım yöntemi de sığır gübresi çalışmalarında verimli olmuştur. Metan üretiminde % 97 artış yaşanmış ve biyogaz üretimi 32 günde tamamlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The main aim of this study was to determine the effects of physical and chemical pretreatments on biogas production from two agricultural wastes (maize straw and cattle manure). The total solids (TS) were 86.1% and 41.2% for the cattle manure and maize straw respectively while the volatile solids (VS) were 82.0% for cattle manure and 51.6% for maize straw (both interms of total biomass). 5% TS was used for both biomasses in the measurement of reducing sugars and the Biochemical methane potential (BMP) test. Solubility was determined by measuring the reducing sugar concentration using the Miller method (Miller 1959). Biomass samples were seeded with sludge seed on a 50:50 biomass to sludge ratio. The pH of the mixture was regulated to between 7.0 and 7.5 and placed in an incubator at 37oC (mesophilic temperature range). Biogas measurements were done daily and carbon dioxide was measured once in a week. Two chemical pretreatment methods were applied on both biomasses; acid and alkaline pretreatments assisted with heat. The most effective pretreatment method for maize straw was alkaline pretreatment producing the highest concentrations of daily and cumulative biogas with an average increase of 163%. Acid pretreatment of maize straw lasted between 24 to 27 (the fewest number of days) compared to all other pretreatments applied. Physical pertreatment methods applied on maize straw include; comminution, microwave and liquid hot water pretreatment. The Microwave pretreated samples produced the highest increase in biogas production of about 3 folds. Cattle manure was pretreated with H2SO4, NaOH, microwave and liquid hot water (LHW). Acid pretreatment was more effective for cattle manure than maize straw with both acid concentrations increasing biogas production. Cattle manure samples treated at LHW 135oC produced the highest cumulative amount of biogas resulting in a 103% increase. Microwave pretreatment was also very effective resulting in 97% increase in methane production which lasted for 32 days.
Benzer Tezler
- Investigation of biogas production from agricultural crops, crop residues and wastewater treatment plant sludges through anaerobic digestion
Anaerobik çürütme yöntemi ile tarımsal ürün ve artıklar ve atıksu arıtma tesisi çamurlarından biyogaz üretiminin araştırılması
BİNNUR AYLİN ALAGÖZ
Doktora
İngilizce
2024
Çevre MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN ERDİNÇLER
PROF. DR. ORHAN YENİGÜN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Sera atıklarından biyogaz üretim potansiyeline hidrodinamik kavitasyon destekli naoh ön arıtma ve enzimatik hidroliz proseslerinin etkilerinin belirlenmesi
Determination of hydrodynamic cavitation assisted naoh pretreatment and enzymatic hydrolysis process's impacts on biogas production potential of greenhouse residues
BURÇİN TIRAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİYE ALTINAY PERENDECİ
- Evsel katı atıklardan biyogaz üretiminde termal ve kimyasal önişlemlerin etkisi
Effect of thermal and chemical pretreatment on biogas production from municipal solid waste
SOLMAZ GARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiErciyes ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ DADAŞER ÇELİK
- Pretreatment of sugar beet bagasse for enhance biogas production
Biyogaz üretiminin artırılması için şeker pancarı küspesinin ön arıtımı
LUIS ALFREDO CARMONA ARRIETA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiHacettepe ÜniversitesiYenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞENUR UĞURLU