İnkübasyon ve İşletme Koşullarının Biyogaz Üretimine Etkisi

Öz

Anaerobik parçalanma ile enerji üretimi ve sera gazı emisyonlarının azaltılması gibi çevresel yararlar elde edilmektedir. Biyokimyasal metan potansiyeli testi BMP ile istenilen maddenin metan üretim potansiyeli gerçekçi olarak tahmin edilebilmektedir. Anaerobik reaktörlerin dizaynı ve anaerobik parçalanmanın optimal koşullarının planlanmasında BMP testi önemli bilgi sunmaktadır. Bu sebeple deneysel olarak standart BMP testleri literatür sonuçlarının karşılaştırmasında ve değerlendirilmesinde önemlidir. Bu çalışmada BMP testinin hazırlanması ve BMP testine işletme koşullarının etkisi incelenmiştir. Hava boşluğu basıncı, ölçüm sıklığı, besin ilavesi, pH ayarlaması, N2/CO2 gaz karışımına ile ortamın anaerobik yapılması ve karıştırma işlemlerinin etkisi 27 farklı şekilde işletilen BMP reaktörleri kullanılarak incelenmiştir. Düşük boşluk hacmi basıncı ve uzun aralıklı ölçümler yapılması biyogaz üretimine olumlu yönde katkı sağlarken diğer parametrelerin önemli bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir

Anahtar Kelimeler

• Anaerobik parçalanma,Biyokimyasal metan potansiyeli,İşletme parametreleri

The effects of incubation and operational conditions on biogas production

Öz

Anaerobic digestion is leading to environmental benefits such as producing energy and reducing greenhouse gas emissions. Biochemical methane potential BMP assays provide a realistic estimate of methane production from the anaerobic digestibility of a given substrate. The information provided by BMP is valuable when planning the optimal conditions for anaerobic digestion and designing the anaerobic digesters. Therefore recognized and accredited BMP assays will help us for comparing the different literature results. This study focused on the effects of incubation and operational conditions in BMP process. The effects of headspace pressure, measurement increments, nutrient addition, pH adjustment, N2/CO2 purging and mixing were investigated by using 27 different configured reactors. The results indicated that biogas production had positively affected under low headspace pressure and lesser measurement increments, but the other modifications didn’t create significant variations.

Anahtar Kelimeler

• Anaerobic digestion,biochemical methane potential,reactor configuration

Kaynakça

1. American Public Health Association (APHA). 1998. American Water Works Association., & Water Environment Federation. Standard methods for the examination of water and wastewater. Washington, D.C: APHA-AWWA-WEF.
2. Angelidaki, I., Alves, M., Bolzonella, D., Borzacconi, L., Campos, JL., Guwy, AJ., Kalyuzhnyi, S., Jenicek, P., Van Lier, JB. 2009. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: a proposed protocol for batch assays. Water Sci.Technol., 59: 927-934.
3. Appels, L., Baeyens,1 J., Degrève, J., Dewil, R. 2008. Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energ. Combust. Sci., 34: 755-781.
4. Chen, T.H., Chynoweth, P., Biljetina, R. 1990. Anaerobic digestion of municipal solid waste in a nonmixed solids concentrating digestor. Appl. Biochem. Biotechnol., 24-25: 533- 544.
5. Chynoweth, DP., Turick, CE., Owens, JM., Jerger, DE., Peck, MW. 1993. Biochemical methane potential of biomass and waste feedstocks, Biomass Bioenerg., 5: 95-111.
6. Clark, I.C., Zhang, R.H., Upadhyaya, S.K. 2012. The effect of low pressure and mixing on biological hydrogen production via anaerobic fermentation. Int. J. Hydrogen Energ., 37: 11504- 11513.
7. Climenhaga, M.A., Banks, C.J. 2008. Anaerobic digestion of catering wastes: effect of micronutrients and retention time. Water Sci.Technol., 57: 687-692.
8. Conklin, A., Bucher, R., Stensel, H.D., Ferguson, J. 2007. Effects of oxygen exposure on anaerobic digester sludge. Water Environ. Res., 79: 396-405.

9. De Baere, L. 2000. Anaerobic digestion of solid waste: state-of- the-art. Water Sci.Technol., 41: 283-290.
10. Esposito, G., Frunzo, L., Liotta, F., Panico, A., Pirozzi, F. 2012. Bio-methane potential tests to measure the biogas production from the digestion and co-digestion of complex organic substrates. The Open Environmental Eng. J., 5: 1-8.
11. Speece, RE., Parkin, GF., Gallagher, D. 1983. Nickel stimulation of anaerobic digestion. Water Res., 17: 677-683.
12. Stroot, P.G., McMahon, KD., Mackie, RI., Raskin, L. 2001. Anaerobic codigestion of municipal solid waste and biosolids under various mixing conditions—I. digester performance. Water Res., 35: 1804-1816.
13. Takashima, M., Speece, RE., Parkin, GF. 1990. Mineral requirements for methane fermentation. Crit. Rev. Env. Cont., 19: 465-479.
14. Vedrenne, F., Béline, F., Dabert, P., Bernet, N. 2008. The effect of incubation conditions on the laboratory measurement of the methane producing capacity of livestock wastes. Bioresource Technol., 99: 146-155.
15. Rittmann, B.E., McCarty, P.L. 2001. Environmental biotechnology: principles and applications. McGraw-Hill, 768 pp.