Enhancement of biomethane production from cattle manure digestion via granular activated carbon amendment
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YASİN ODABAŞ
Danışman: YASEMİN DİLŞAD YILMAZEL TOKEL
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada granüler aktif karbon (GAK) uygulamasının sığır gübresinin anaerobik çürütme (AÇ) süreci üzerindeki etkisini aratştırdık. İlk olarak, bazal besiyerin varlığının sığır gübresi üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Bazal besiyeri ilavesinin metan verimini azalttığı ve reaktör başlama süresini artırdığı gözlendi. Daha sonra, metal bazlı iletken madde, hematit (Fe2O3) ve karbon bazlı iletken madde olan, GAK, sığır gübresi çürütülmesinin artırılması için reaktörlere eklendi. Bu iki iletken maddenin kıyaslanmasından, daha yüksek perfromans sağladığı için GAK bu çalışmada kullanılmak üzere seçilmiştir. GAK eklenmesinin etkilerini incelemek için optimum dozaj deneysel olarak 40 g/L olarak belirlendi. Ayrıca, GAK uygulaması mezofilik (35 oC) sığır gübresi çürütülmesinde hem karıştırma varken hem de karıştırma olmadan iki farklı besin-aşı oranı (1 ve 3) sağlanarak kesikli reaktörlerde incelenmiştir. Deneysel testlerde, biyokütlenin tutunabilmesi için ekstra yüzey alanı sağlanmasının etkisi GAK ile benzer boyutta kum parçacıklarının kontrol reaktörlerine eklenmesiyle incelenmiştir. GAK ilavesi karıştırma uygulandığında B/A oranı 1 olduğunda metan verimliliğini %28 artırmıştır. Kum parçacıklarının eklenmesi ile ise bu artış kontrol reaktörüne kıyasla %6'da kalmıştır. Karıştırma uygulandığında daha fazla artış B/A oranı 3'ken elde edilmiştir. GAK viii uygulanan reaktörde metan verimliliği kontrolden %71 daha yüksekken, kum parçacıklarının eklenmesi verimliliği kontrol reaktörüne kıyasla yalnızca %15 artırmıştır. Bu, performans artışının yalnızca sağlanan ekstra yüzey alanından kaynaklanmadığı ve iletken maddenin varlığına atfedilebileceği anlamına gelir. Ayrıca, psikrofilik sıcaklıkta (~18 oC) GAK uygulamasının etkisini de araştırdık. GAK uygulaması metan verimliliğini kontrol reaktörlerine kıyasla B/A oranın 1 ve 3 olduğu koşullarda sırasıyla %12 ve %26 artırmıştır. Ek olarak, BioGAK olarak adlandırdığımız önceden üzerinde biyokütle oluşturulmuş GAK'ın psikrofilik sığır gübresi çürütülmesi üzerindeki etkisi de incelenmiştir. BioGAK uygulaması metan verimliliğini kontrol reaktörlerine kıyasla B/A oranın 1 ve 3 olduğu koşullarda sırasıyla %21 ve %33 artırmıştır. GAK ve kum uygulamaları karşılaştırıldığında, türler arası doğrudan elektron transferi (TADET) mekanizmasına katkısı nedeniyle GAK eklenen reaktörlerde daha fazla performans artışı gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar döngüsel voltametri (DV) analizi ile de desteklenmiştir. Son olarak, psikrofilik reaktörlerde bulunan temel mikroorganizmaların tanımlanabilmesi için 16S ribozomal RNA bazlı yöntemler kullanılmıştır.