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
- Tez No: 854079
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN ERDİNÇLER, PROF. DR. ORHAN YENİGÜN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
Özet
Şiddeti her sene daha da artan iklim krizinin yıkıcı etkileri ile birlikte dünya genelinde en öncelikli gündem haline gelen“Su, Enerji ve Gıda Güvenliği”konusu, geleneksel enerji kaynaklarının tarımsal atıklar gibi yenilenebilir kaynaklarla ikame edilmesine dayanan ve sürdürülebilir atık yönetimini temel alan çevreye duyarlı ve ekonomik olarak uygulanabilir yöntemlerin ivedilikle geliştirilmesi gerektiğine yönelik endişeleri de beraberinde getirmiştir. Bu konseptle, tarımsal ürün ve artıklar ve atık su arıtma çamurlarının anaerobik yöntemlerle biyogaz üretiminde birlikte kullanımı çok daha elverişli bir teknoloji haline gelmiştir. Bu tezin amacı, yenilenebilir enerji kaynağı olarak seçilen biyokütle kaynaklarının enerji üretiminde verimli kullanım alternatiflerini araştırmak ve çamur ve tarımsal artıkların direct bertaraf edilmek yerine faydalı amaçlar için yeniden kullanılacağı sürdürülebilir ve uygun maliyetli atık yönetimi çözümleri sunmaktır. Bu amaçla çalışma kapsamında, laboratuvar ölçekli reaktörlerde farklı tarım ürün ve artıkları ve atık su çamurlarının anaerobik (birlikte) çürütme yöntemi ile biyogaz üretim verimleri araştırılmış ve arıtma çamurlarına uygulanan ultrasonikasyon, mikrodalga ve vurgulu elektrik alanı gibi çeşitli ön arıtma (dezentegrasyon) tekniklerinin biyogaz üretimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada, ön arıtma tekniklerinin uygulandığı tüm reaktörlerde, (uygulanan tekniklere bağlı olarak yaklaşık % 33-45 artış ile) daha yüksek metan verimleri elde edilmiştir. Çalışma sonuçları, uygulanan tüm tarımsal ürün ve artıklar içinde; atık su arıtma çamurlarının özellikle yonca yaprağı, zeytin ve üzüm (prina) atıkları ve mısır silajı ile anaerobik ortamda birlikte çürütülmesinin, ülkemizde biyogaz üretiminin iyileştirilmesinde çok daha etkili alternatifler olarak öne çıktığını ve uygulanacak bu yöntemin, çamur ve tarımsal atıkların bertarafı sorununa da sürdürülebilir bir çözüm olacağını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The context of“Water, Energy and Food Security”has become the top priority agenda worldwide with the devastating effects of the climate crisis. This urgent issue has raised concerns for environmentally-friendly and economically viable opportunities for sustainable energy production, based on the substitution of traditional energy sources with renewable sources. In line with this necessity, co-digestion of energy crops and agro-industrial wastes with wastewater sludge has emerged as a promising technique to enhance biogas production. The objective of this study is to investigate the availability and effectiveness of biomass utilization as a renewable energy source. With this purpose, the biogas production efficiencies of“co-digestion”and“mono-digestion”of wastewater sludges with different agricultural products and further effects of sludge pre-treatments on the biogas production were investigated in the study. The results demonstrated that anaerobic codigestion of wastewater sludge and agricultural wastes proved to be more effective in terms of biogas production efficiencies compared to using single-substrate systems. Additionally, applying pretreatment methods (ultrasonication, microwave, and pulsed electric field application) to wastewater sludges enhanced anaerobic biodegradation by accelerating the hydrolysis step and increasing the solubility of organics. Across all pre-treated reactors, increased methane yields were observed, with approximately a 33-45% increase depending on the applied techniques, compared to reactors containing unpretreated wastewater sludge. Comparative analysis of different reactor operations highlighted the potential of anaerobic co-digestion involving wastewater sludge with cloverleaf, olive/grape pomace, and maize silage as particularly promising alternatives for enhancing biogas production while simultaneously addressing the disposal challenge of these waste products.
Benzer Tezler
- Cynara cardunculus L. bitkisi ve sığır atığının birlikte fermantasyonunda farklı ön işlem tekniklerinin biyometan potansiyeline etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of different pre-treatment techniques on biomethane potential for the co-fermentation of Cynara cardunculus L. and cattle manure
BERİL GÜNDOĞAN
- Alkali hidrojen peroksit (AHP) ön arıtma prosesinin dallı darıdan etanol ve biyogaz üretim verimine etkisinin incelenmesi
Investigation of the impacts of alkali hydrogen peroxide (AHP) pre-treatment process on ethanol and biogas production efficiency from switchgrass
ÖZGE ÇOBAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİYE ALTINAY PERENDECİ
- The investigation of methane production from an agricultural waste, corncob, and its enhancement via co-digestion and pretreatment
Tarımsal atık olan mısır sömeğinden metan üretiminin ortak çürütme ve ön işlem ile geliştirilmesinin incelenmesi
TUĞBA ÇELİK ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA HANDE BAYRAMOĞLU
- Anaerobic membrane bioreactors for cost-effective municipal water reuse
Evsel atıksuların anaerobik membran biyoreaktörler ile maliyet etkin olarak yeniden kullanımı
HALE ÖZGÜN
Doktora
İngilizce
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUMALİ KINACI
PROF. DR. JULES B. VAN LIER
- Korona boşalmasının, tarım atığı niteliğindeki fıstık kabuğundan biyogaz üretimi üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of corona discharge on biogas production from agricultural waste pistachio shell
İBRAHİM HALİL İLÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSiirt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEVZİ HANSU
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED RAŞİT ATELGE