Energy production from yard wastes via one-stage and two-stage anaerobic digestion and investigation of pretreatment effect
Bahçe atıklarından tek-aşamalı ve iki-aşamalı anaerobik çürütme ile enerji üretimi ve ön işlem etkisinin araştırılması
- Tez No: 623209
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 177
Özet
Lignoselülozik biokütleden enerji üretimi giderek artan bir ilgi görmektedir. Bu tez çalışmasında, yaygın olarak bulunan lignoselülozik biyokütle bahçe atıklarından tek-aşamalı anaerobik çürütme (TAAÇ) ve iki-aşamalı anaerobik çürütme (İAAÇ) aracılığıyla enerji üretimi araştırılmıştır. Ön arıtma seçeneklerinin (alkali (AÖ), termal (TÖ) ve ultrason (UÖ)) ve başlangıç katı konsantrasyonunun (%2, 5 ve 8 toplam katı madde, TKM) hidrojen ve metan üretim verimleri üzerindeki etkisi TAAÇ ve İAAÇ deneylerinde araştırılmıştır. Çözünürlük artışı AÖ, TÖ ve UÖ için sırasıyla %43, 51 ve 17 oranlarında elde edilmiştir. TAAÇ kesikli reaktör deneyleri göstermiştir ki, en yüksek CH4 verimi, 313 mL CH4/g UKM ile %5 TKM'de AÖ-bahçe atığıyla elde edilmiştir. AÖ, CH4 verimi açısından diğer ön arıtımlar arasında, çalışılan tüm % TKM miktarları için en uygun ön arıtma seçeneği olmuştur. İAAÇ deneyleri göz önüne alındığında, en yüksek H2 verimi, karanlık fermantasyon aşamasında %2 TKM 'de (30,5 mL H2/g UKM) AÖ bahçe atığı ile elde edilmiştir. AÖ, H2 verimleri açısından tüm % TKM miktarları için tekrar en iyi ön işlem seçeneği olarak bulunmuştur. İAAÇ'nin metanojenez aşamasında elde edilen verimler çok düşüktür. En yüksek metan verimi, %2 TKM'de (40 mL CH4/g UKM) TÖ-bahçe atığı ile elde edildi. TÖ-bahçe atığı, üç TKM miktarı için en yüksek metan verimini elde etmiştir. Bahçe atıkları ile gerçekleştirilen TAAÇ işlemi 11 MJ/kg UKM enerji kazanımı sağlamıştır. Fakat İAAÇ ile bahçe atığından sadece 2 MJ/kg UKM elde edilebilmiştir. Bu çalışmada başlangıç TKM içeriği %2 olduğunda ön işlem görmüş olsun veya olmasın, bahçe atıklarından enerji elde etmenin mümkün olduğu sonucuna varılabilir. %5 gibi daha yüksek TKM içerikleri için AÖ enerji verimini arttırmaktadır. İAAÇ , AÖ, TÖ ve UÖ ile işlem görmüş olsa bile bahçe atıkları için yeterli değildir. Bu durum başlıca uygulanan ön işlemler ve/veya karanlık fermantasyondan sonra üretilen potansiyel inhibitör yan ürünlere ilişkilendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Energy production from lignocellulosic biomass is receiving ever-increasing interest. This thesis study investigated the energy production from yard wastes, which is an abundant lignocellulosic substrate, via one-stage anaerobic digestion (OSAD) and two-stage anaerobic digestion (TSAD) of yard waste. The effect of pretreatment options (alkaline (AP), thermal (TP) and ultrasound (UP)) and initial solids concentration (2%, 5% and 8% total solids, TS) on hydrogen and methane production yields in OSAD and TSAD were researched. Solubility increase was obtained via AP, TP and UP by 43%, 51% and 17%, respectively. OSAD batch experiments showed that the highest CH4 yield was obtained with AP-yard waste at 5% TS as 313 mL CH4/g VS. AP was the best pretreatment option among others for all three TS% options studied in terms of CH4 yields. Considering the TSAD experiments, the highest H2 yield was obtained with AP-yard waste at 2% TS ( 30.5 mL H2/g VS) in dark fermentation stage. AP was found again as the best pretreatment option for all TS contents studied in terms of H2 yields. In methanogenesis stage of TSAD, the obtained yields were very low. The highest methane yield was obtained with TP-yard waste at 2% TS (40 mL CH4/g VS). TP-yard waste gained the highest methane yield in all three TS contents. OSAD of yard waste provided 11 MJ/kg VS energy recovery. Yet only 2 MJ/kg VS could be achieved via TSAD of yard waste. It can be concluded in this study that it is possible to achieve energy from yard wastes whether it is pretreated or not when initial TS content is 2%. For higher TS contents such as 5%, AP improves the energy yield. TSAD is not sufficient to apply for yard wastes even if it is pretreated with AP, TP and UP. This was mainly attributed to the potential inhibitory by-products produced after either pretreatments applied and/or dark fermentation.
Benzer Tezler
- An analysis and assessment of energy production potential from municipal wastes in Erbil city, Iraq
Irak'ın Erbil şehrindeki belediye atıklardan potansiyeli analizi ve enerji üretiminin değerlendirilmesi
KOFAN TAMOO BADOO AL BILATI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. AYŞEGÜL ABUŞOĞLU
- Tarihi camilerin modern teknolojilerle enerji etkin aydınlatılması
Energy efficient illumination of historical mosques using modern technologies
LALE ERDEM ATILGAN
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESMA DİLEK ENARUN
- Kumaş ve konfeksiyon ürünlerinde performans test standartları ve kalite kontrol
Başlık çevirisi yok
GONCA MANCILIKÇILAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FATMA KALAOĞLU
- Türkiye'de ayçiçeği üretimi ve bitkisel yağ sanayiindeki önemi
Sunflower production in Turkey and its signifinance in vegetal oil industry
İBRAHİM MERAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
ZiraatTrakya ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. HAKKI İNAN
- Zeytinyağı atıksularının arıtımında elektrokimyasal yükseltgemenin uygulanması
Treatment of olive oil wastewaters using electrochemical oxidation
ÜMİT ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Çevre MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ÜLKÜ BAKIR ÖĞÜTVEREN
Y.DOÇ.DR. ÜMRAN TEZCAN ÜN