Yemek Atıklarından Mezofilik ve Termofilik Şartlarda Metan Gazı Üretim Düzeylerinin Araştırılması

Yıl 2018, Cilt: 8 Sayı: 2, 428 - 432, 01.06.2018

Filiz Dadaser-celik Solmaz Garan

Öz

Organik atıklara en uygun bertaraf yöntemlerinden biri anaerobik arıtmadır. Organik maddelerin anaerobik şartlarda farklı mikroorganizma grupları tarafından parçalanmasıyla biyogaz üretimi gerçekleşmektedir. Biyogaz, genel olarak %50–80 metan içermektedir. Bu çalışmada yemek atıklarından biyogaz elde edilmesinde işletme sıcaklıklarının etkisi analiz edilmektedir. Çalışmada aynı özelliklere sahip yemek atıkları, mezofilik ve termofilik şartlarda anaerobik olarak parçalanmış ve bu süreçte üretilen metan gazı miktarları ve metan gazı üretim hızları karşılaştırılmıştır. 60 gün sonunda metan gazı üretim düzeyi mezofilik koşullarda 314 lt/kg UKM uçucu katı madde ve termofilik koşullarda 317 lt/kg UKM olarak gerçekleşmiştir. Birinci derece reaksiyon hız sabiti değeri, mezofilik koşullarda 0.05 1/gün olurken, termofilik koşullarda 0.11 1/gün olarak belirlenmiştir. Mezofilik koşullarda, metan üretiminin %50’lik kısmı ilk 27 günlük sürede ve %75’lik kısmı ise ilk 38 günde gerçekleşmiştir. Buna karşılık termofilik koşullarda metan gazı üretiminin %50’lik kısmı ilk 18 günde ve %75’lik kısmı ise ilk 24 günde gerçeklemiştir. Bu sonuçlar mezofilik ve termofilik koşullarda yemek atıklarının metana dönüşüm oranlarının yaklaşık aynı olduğunu ancak termofilik koşullarda dönüşüm hızının mezofilik koşullardan daha yüksek olduğunu göstermiştir

Anahtar Kelimeler

Biyogaz, Mezofilik koşullar Termofilik koşullar, Yemek atıkları

Methane Production from Food Waste under Mesophylic and Thermophylic Conditions

Öz

Organik atıklara en uygun bertaraf yöntemlerinden biri anaerobik arıtmadır. Organik maddelerin anaerobik şartlarda farklı mikroorganizma grupları tarafından parçalanmasıyla biyogaz üretimi gerçekleşmektedir. Biyogaz, genel olarak %50–80 metan CH4 içermektedir. Bu çalışmada yemek atıklarından biyogaz elde edilmesinde işletme sıcaklıklarının etkisi analiz edilmektedir. Çalışmada aynı özelliklere sahip yemek atıkları, mezofilik ve termofilik şartlarda anaerobik olarak parçalanmış ve bu süreçte üretilen metan gazı miktarları ve metan gazı üretim hızları karşılaştırılmıştır. 60 gün sonunda metan gazı üretim düzeyi mezofilik koşullarda 314 lt/kg UKM uçucu katı madde ve termofilik koşullarda 317 lt/kg UKM olarak gerçekleşmiştir. Birinci derece reaksiyon hız sabiti değeri, mezofilik koşullarda 0.05 1/gün olurken, termofilik koşullarda 0.11 1/gün olarak belirlenmiştir. Mezofilik koşullarda, metan üretiminin %50’lik kısmı ilk 27 günlük sürede ve %75’lik kısmı ise ilk 38 günde gerçekleşmiştir. Buna karşılık termofilik koşullarda metan gazı üretiminin %50’lik kısmı ilk 18 günde ve %75’lik kısmı ise ilk 24 günde gerçeklemiştir. Bu sonuçlar mezofilik ve termofilik koşullarda yemek atıklarının metana dönüşüm oranlarının yaklaşık aynı olduğunu ancak termofilik koşullarda dönüşüm hızının mezofilik koşullardan daha yüksek olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Yemek Atıkları, Biyogaz, Mezofilik Koşullar, Termofilik Koşullar

Kaynakça

• Banks, CJ., Stringfellow, A. 2008. A pilot-scale trial comparing mesophilic and thermophilic digestion for the stabilisation of source segregated kitchen waste. In, 5th IWA International Symposium on Anaerobic Digestion of Solid Wastes and Energy Crops, 25 - 28 May, Hammamet.
• Brown, JD., Murphy, JD. 2013. Assessment of the resource associated with biomethane from food waste. Appl. Energy, 104: 170-177.
• Cavinato, C., Bolzonella, D., Pavan, P., Fatone, F., Cecchi, F. 2013. Mesophilic and thermophilic anaerobic co-digestion of waste activated sludge and source sorted biowaste in pilot- and full-scale reactors. Renew. Energy, 55: 260-265.
• Dadaser-Celik, F., Azgın, ŞT., Yıldız, YŞ. 2013. Yemek Atıklarından Biyogaz Eldesinin Araştırılması-Optimum Koşulların Belirlenmesi. TUBİTAK Proje Raporu.
• Dadaser-Celik, F., Azgin, ST., Yildiz, YS. 2016. Optimization of solid content, carbon/nitrogen ratio and food/inoculum ratio for biogas production from food waste. Waste Manage. Res., 34: 1241-1248.
• El-Mashad, HM., Zhang, R. 2010. Biogas Production from CoDigestion Of Dairy Manure And Food Waste. Bioresource Technol., 101 4021–4028.
• Elango, D., Pulikesi, M., Baskaralıngam, P., Ramamurthi, V., Sivanesan, S. 2006. Production of Biogas From Municipal Solid Waste with Domestic Sewage. J. Haz. Mat., 141: 301- 304.
• Kalia, VC., Sonakya, V., Raizada, N. 2000. Anaerobic digestion of banana stem waste. Bioresource Technol., 73: 191-193.
• Komemoto, K., Lim, Y., Nagao, NY., Niwa, C., Toda, T. 2009. Effect of temperature on VFA’s and biogas production in anaerobic solubilization of food waste. Waste Man., 29: 2950– 2955.
• Li, R., Chen, S., Li, X. 2009. Anaerobic Co-digestion of Kitchen Waste and Cattle Manure for Methane Production. Energ Source, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 31: 1848-1856.
• Metin, E., Eröztürk, A., Neyim, C. 2003. Solid waste management practices and review of recovery and recycling operations in Turkey. Waste Man., 23: 425-432.
• Speece, RE. 1995. Anaerobik Biotechnology for Industrial Wastewater. Vanderbilt University Tennessee. Turan, NG., Çoruh, S., Akdemir, A., Ergun, ON. 2009.
• Municipal solid waste management strategies in Turkey. Waste Man., 29: 465-469.
• Vindis, P., Mursec, B., Janzekovic, M., Cus, F. 2009. The impact of mesophilic and thermophilic anaerobic digestion on biogas production. J Ach Mater Manufac Eng, 36: 192-198.
• Yadvikaa, S., Sreekrishnan, TR., Kohli, S., Rana, V. 2004. Enhancement of biogas production from solid substrates using different techniques––a review. Bioresource Technol., 95: 1-10.
• Yua, D., Kurola, JM., Lähde, K., Kymäläinen, M., Sinkkonen, A., Romantschuk, M. 2014. Biogas production and methanogenic archaeal community in mesophilic and thermophilic anaerobic co-digestion processes. J. Environ. Man., 143: 54-60.
• Zhang, C., Su, H., Baeyens, J., Tan, T. 2014. Reviewing the anaerobic digestion of food waste for biogas production. Renew Sust. Energ. Rev., 38: 383-392