KATI ATIKLARIN ANAEROBK ARITIMI Yrd Do Dr Aye
KATI ATIKLARIN ANAEROBİK ARITIMI Yrd. Doç. Dr. Ayşe KULEYİN
GİRİŞ Katı atıklardan kaynaklanan; Kirlilik ile oluşacak potansiyel risklerin boyutunun her geçen gün artması, Doğal kaynakların azalması, Ekonomik ve soysal etkenlerin katkısıyla katı atık yönetimi giderek önem kazanmakta ve karmaşık bir hal almaktadır. Günümüzde Türkiye’de günde yaklaşık 70. 000 ton evsel katı atık oluşmaktadır. Oluşan bu atıkların %50’den fazlası biyolojik olarak parçalanabilir durumdadır. Kişi başına günlük çöp üretimi 1. 35 kg/kişi-gündür. Türkiye’de üretilen çöplerin ancak %40’ı düzenli olarak depolanmaktadır. Geriye kalan çöpler ise vahşi olarak depolanmaktadır.
KATI ATIKLARIN BİYOLOJİK ARITIMI Katı atıkların biyolojik arıtımında kullanılan aerobik ve anaerobik arıtma teknolojileri (kompostlaştırma, biyometanizasyon), hacim azaltmak, stabilizasyon ve patojen gidermek vasıtası ile uygulanan katı atık dönüştürme ve uzaklaştırma teknolojileridir. Katı atıkların gideriminde kullanılan anaerobik arıtma proseslerinin sonucunda anaerobik organizmalar vasıtasıyla parçalanan organik bileşikler sonunda metan, CO 2 ve H 2 S ' e dönüşürler.
KATI ATIKLARIN BİYOLOJİK ARITIMI Anaerobik arıtımın avantajları; Metan oluşumu ile net enerji üretimi sağlar. Çamuru stabilize ederek daha fazla bozunmasını önler. Aerobik arıtıma kıyasla daha az biyokütle ve çamur üretir. Aerobik arıtıma göre daha düşük teknoloji ve daha az işletme gideri gerektirir. Anaerobik arıtımın dezavantajları ise; Uzun alıkonma süreleri gerektirir, (l 0 -30 gün) H 2 S gazı oluşturulduğundan koku problemi yaratır, Daha fazla kontrol gerektirir. (T=35 °C, p. H 7, Eh < -550 m. V) şeklinde sıralanabilir.
KATI ATIKLARIN BİYOLOJİK ARITIMI Anaerobik kompost prosesinde, yaş ağırlık bazında reaktöre alınan organik katı atığın takriben %12’lik kısmı %55 -%60 CH 4 ihtiva eden biyogaza dönüşür. Biyometanizasyon tesislerinde ayrı toplanmış organik katı atıkların tonu başına 130 -160 m 3 biyogaz üretilebilmektedir. Bir Kuru Anaerobik Kompostlaştırma Tesisi İçin Kütle Dengesi (Yaş Ağırlık Olarak)
Katı atıklardan üretilen kompost zırai gübre, zemin ıslah malzemesi veya düzenli depo tesislerinde günlük örtü olarak kullanılabilmektedir. Kuru (yüksek katılı) havasız kompostlaştırma, çürümenin %22 veya daha yüksek toplam katı içeren bir ortamda gerçekleştiği biyokimyasal bir süreçtir. Yüksek katılı havasız kompostlaştırma yeni bbir teknolojidir, bu yolla evsel aktı atığın organik kısmından enerji eldesi henüz geliştirilme aşamasındadır. Bu prosesin iki önemli üstünlüğü; düşük su ihtiyacı ve birim reaktör başına (düşük katılı prosese göre) daha yüksek gaz üretilmesidir. Başlıca dezavantajı ise kurulu tesis sayısının ve işletme tecrübesinin az oluşudur.
SİSTEM TASARIMI Havasız kompost sistemlerinde proses seçiminde başlıca iki proses esas alınır: 1) Çamur çürütme benzeri düşük katılı sistemler 2) Yüksek katılı (kuru) prosesler Bu sistemlerin temel işletme bakımından karşılaştırılması aşağıda tabloda verilmektedir. Tasarım veya İşletme parametresi Düşük katılı havasız kompostlaştırma Yüksek katılı havasız kompostlaştırma Reaktör tasarımı Evsel katı atığın org. kısmı için kullanılan sistemlerde tam karışımlı reaktörler kullanılmıştır. Piston akımlı reaktörler genellikle diğer org. Atıklar için kullanılmaktadır. Tam karışımlı piston akımlı ve kesikli reaktörler deneysel olarak kullanılmıştır. Henüz ticari uygulaması bulunmamaktadır.
Tasarım veya Düşük katılı havasız İşletme parametresi kompostlaştırma Yüksek katılı havasız kompostlaştırma Katı madde içeriği %4 -8 %22 -32 Reaktör hacmi Organik atığın birim hacmi başına daha büyük reaktör hacmi gereklidir. Aynı organik atık hacmi için düşük katılı prosese göre daha küçük reaktör hacmi gereklidir. Su ilavesi Atıkların nem içeriğini arttırmak için oldukça fazla su ilavesi gereklidir. Yüksek katı konsantrasyonundan dolayı su gereksinimi azdır. Organik yük Birim reaktör hacmi başına organik yükleme düşüktür Birim reaktör hacmi başına organik yük daha yüksektir. Gaz üretim hızı Max. Gaz üretim hızı birim reaktör hacmi başına 2 m 3 olabilir Max. Gaz üretim hızı birim reaktör hacmi başına 6 m 3 değerlerine çıkabilmektedir. Organik madde giderim hızı Org. Madde giderim hızı yüksek su içeriğinden dolayı düşüktür. Düşük katılı sistemlere göre daha yüksek org. Madde giderim hızına ulaşılabilir.
Tasarım veya İşletme parametresi Düşük katılı havasız kompostlaştırma Yüksek katılı havasız kompostlaştırma Besleme ve deşarj pompaları Her çeşit pompa tipi kullanılmaktadır. Havasız reaktörden çıkışı besleme ve deşarj için uygun mekanizmalar tanımlanmamıştır. Yüksek katılı pompalar, vida taşıyıcılar kullanılmaktadır. Toksisite problemleri Org. Katı maddelerin doğal su içeriğinden dolayı toksisite problemleri daha azdır Tuzların ağır metallerin toksisitesi bu bileşiklerin ve kimyasal elementlerin yüksek konsantrasyonlarından dolayı yüksek katılı havasız reaktörlerde çok yaygındır. Sızıntı suyu problemi Yüksek su içeriğinden dolayı sızıntı suyu arıtımı problemi vardır Yüksek katılı reaktörden çıkış normal olarak %25 -30 katı içerir ve bu da sızıntı suyu oluşumunu sınırlar Arıtılan katı atığın susuzlaştırılması Katıları ayrmak için büyük ve pahalı araçlar gereklidir. Son uzaklaştırmada ayrılan su da arıtılmalıdır. Ucuz susuzlaştırma ekipmanı yeterlidir. Teknoloji durumu Evsel katı atığın organik kısmından enerji geri kazanımı ticari olarak yaygın değildir. Zırai atıklarda daha fazla kullanılmaktadır Evsel katı atığın organik kısmından enerji geri kazanımı ile ilgili ticari prosesler gşderek yaygınlaşmaktadır.
SİSTEM TASARIM ESASLARI Yüksek katılı kompostlaştırma prosesleri henüz gelişme aşamasındadır. Genellikle bu prosesler çamur çürütme benzeri düşük katılı havasız kompostlaştırma proseslerine göre daha fazla organik atığı stabilize etme ve birim reaktör hacmi başına daha fazla gaz üretme potansiyeline sahiptir. Yüksek katılı proseslerin tatsım esasları aşağıda tabloda özetlenmiştir. Parametre Açıklama Madde boyutu Çürütülecek atıklar parçalanarak, besleme ve boşaltma mekanizmalarının çalışma verimine engel olmayacak bir boyuta indirgenmelidir Karıştırma ekipmanı Kullanılacak reaktörün tipine bağlıdır Çamurla karıştırılan katı atık yüzdesi Çamurun karakteristiğine bağlıdır Çamur yaşı Tasarım için 20 -30 gün alınabilir Organik yük 6 -7 kg KM/m 3 -gün Katı (kuru) madde oranı %20 -35 arasında Sıcaklık Mezofilik şartlar için 30 -38, termofilik şartlar için 55 -60 Uçucu K. M. Giderimi Çamur yaşı ve hacimsel yüke bağlı olarak %90 -98
KATI ATIK TOPLAMA YÖNETİMİNİN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİNE ETKİSİ Katı atık toplama stratejisi anaerobik arıtmada üretilebilecek biyogaz potansiyelini ve atığa uygulanacak nihai bertaraf (kompostlaştırma, yakma yada depolama gibi) yöntemini belirleyen en önemli unsurdur. Farklı EOKA Türlerinde Elde Edilebilecek Maksimum Metan ve Biyogaz Verimi Sübstrat B 0 (m 3 CH 4/kg TUKM) G 0 (m 3/kg TUKM) MA-EOKA 0, 16 -0, 37 0, 29 -0, 66 AT-EOKA 0, 45 -0, 49 0, 81 -0, 89 KA-EOKA 0, 37 -0, 40 0, 67 -0, 72 Bo: Maksimum Metan Potansiyeli, G 0: Maksimum Biyogaz Potansiyeli (%55 CH 4)
ORGANİK KATI ATIKLARIN ANAEROBİK ARITIMINDA KULLANILAN SİSTEMLER Katı atıkların anaerobik arıtımı için bazı ön ve son arıtma prosesleri gereklidir. Ön arıtma prosesleri; Manyetik ayırım, Döner tambur, Parçalama, Eleme, Hamurlaştırma, Çöktürme Pastörizasyon olarak sayılabilir. Bunların yanında susuzlaştırma veya ıslak mekanik ayırım da bir çok ürünün geri kazanılabileceği son-arıtma prosesleri olarak sayılabilir.
ORGANİK KATI ATIKLARIN ANAEROBİK ARITIMINDA KULLANILAN SİSTEMLER ANAEROBİK ARITMA Islak Proses Tek Kademe Kuru Proses İki Kademe Kesikli Ardışık Sürekli
TEK KADEMELİ SİSTEMLER Tek Kademeli Tam Karışımlı Islak Reaktörler Atıksu arıtma tesislerinin fazla çamurlarının arıtımında kullanılan anaerobik çürütücülere benzeyen sistemlerdir. EOKA, tesiste oluşan proses suyu veya temiz suyla seyreltilerek katı madde içeriği %15’in (%8 -%12) altında çamur kıvamına getirilerek tam karışımlı reaktörlerde arıtılabilir. İlk gerçek ölçekli tesis 1989 yılında Finlandiya’nın Waasa şehrinde kurulmuştur. Tek kademeli ıslak prosesler çok basit gibi görünmesine rağmen, yüksek bir proses performansı sağlamak için birçok teknik sorunun çözülmesi gereklidir. Hem iri, ağır ve inert parçaların atık akımından ayrılması hem de organik kısmın ana akım içerisinde tutulması, için çok komplike bir ön arıtma tesisi gerektirir. Bu ön arıtma aşamaları uçucu maddelere %10 -15’lik kayba ve biyogaz üretiminde düşüşe neden olur.
TEK KADEMELİ SİSTEMLER Tek Kademeli Tam Karışımlı Islak Reaktörler Bu proseste hamurlaştırıcı evsel organik katı atıkları parçalamak, homojenize etmek ve seyreltmek için kullanılır. Seyreltme işlemi için temiz su ve/veya prosesten geri döndürülen atıksu kullanılabilir. Waasa prosesinde kısa devreleri engellemek için atık öncelikle ön hücreye beslenir. Burada sağlanan piston akım şartları atığın en azından birkaç gün burada kalmasını sağlar. Fakat ön-hücre atığın yeterince hijyenize olmasını garantilemez. Bu nedenle hamurlaştırıcı içerisine buhar püskürtülerek, atık 1 saat boyunca 70 o. C’de tutulmak suretiyle patojen mikroorganizmalar giderilir.
TEK KADEMELİ SİSTEMLER
TEK KADEMELİ SİSTEMLER Tek Kademeli Kuru Sistemler Reaktör içerisindeki katı madde içeriği %20 -40 arasında tutulur. Atıklar taşıma bantlarıyla ya da viskozitesi yüksek atıkların iletiminde kullanılan güçlü pompalarla taşınırlar. Atık reaktöre beslenmeden önce ön arıtma aşamasında 40 mm’nin üzerindeki safsızlıklar temizlenmelidir. Bu maksatla mekanik olarak ayrılmış EOKA’da döner elekler, kaynağında ayrılmış EOKA’da ise öğütücüler uygulanabilir. Reaktörün yüksek viskozitesi nedeni ile piston akımlı olması karıştırıcı gibi mekanik parçalar gerektirmez. Bu tür reaktörlerdeki en önemli sorun arıtılan atığın biyokütle ile yeterli karışımının sağlanmasıdır. Bu husus yeterli aşılamanın sağlanması ve bazı bölümlerde aşırı yüklenmelerin ve asidifkasyonun önlenmesi için çok önemlidir. Atığın etkin karıştırılabilmesi açısından genelde 3 tip reaktör tasarımı uygulanmaktadır.
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER Dranco Prosesi; Evsel organik katı atıkların anaerobik arıtımını sağlayarak enerji ve humotex diye adlandırılan kompost elde etmek için Belçika’da geliştirilmiştir. Ön ayırmadan sonra organik kısım havasız reaktörde 2 -3 hafta çürütülür. Dranco Prosesi, üretilen elektriğin %30 -50’sini kendi içinde tüketir. Karıştırma, reaktörünün altından çekilen atığın taze atıkla birlikte reaktörün üst kısmına geri devrettirilmesiyle sağlanır. (Katı madde oranı %20 -50 arası atıklar için) Havasız reaktörden çıkan atık, sıkıştırma presi ile %60 katı maddeye kadar susuzlaştırılır. Proses sonunda elde edilen ve Humotex olarak adlandırılan kompost, kararlı hale gelmiştir ve patojen ihtiva etmemektedir.
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER DRANCO TESİSİ AKIM ŞEMASI (Belçika)
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER Kompogas Prosesi Dranco prosesinden farklı olarak piston akım yatay düzlemde gerçekleştirilir. Reaktör, aralıklı olarak çalıştırılan (her 15 dakikada 4 dakika) ve şiddetli dinamik kuvvetler oluşturan hidrolik bir karıştırıcı ile donatılmıştır. Bu karıştırıcı aynı zamanda homojenizasyonu, gaz ayrımını ve ağır parçacıkların karışımını da sağlar. Bu sistemde reaktör içerisinde katı madde muhtevası yaklaşık %23 olarak ayarlanmalı ve madde boyutu 5 cm. ’den az a indirilmelidir. Katı atıklar, toplama tankından birleşik sıyırıcı/piston yardımıyla filtre prese gönderilir. Bu filtre preste, sıvı (toplam katı içeriği %15 -22) ve kompost ürünü (toplam katı madde içeriği %45 -50) ayrılır. Reaktörden çıkan maddenin bir kısmı aşı olarak siteme geri devrettirilir. Üretilen biyogaz elektrik üretimi için bir jenaratöre gönderilir.
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER KOMPOGAS PROSESİ AKIM ŞEMASI
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER Valorga Prosesi Piston akımlı silindirik reaktörün içinde yatay düzlemde dairesel olarak gerçekleşir ve karıştırma işlemi 15 dakika aralıklarla reaktöre yüksek basınçla enjekte edilen biyogazla sağlanır. Bu karıştırma metodu ile arıtılan atığın tekrar reaktöre geri devrettirilmesine gerek kalmaz. Bu tip karıştırma sisteminin en önemli mahzuru gaz enjeksiyon deliklerinin sık tıkanması ve bunların bakımının çok zor olmasıdır. Reaktör muhtevasını %30 KM’de tutabilmek için proses suyu reaktöre geri devrettirilir. Valorga prosesi başlıca 3 kısımdan oluşmuştur; Katı Atık Hazırlama Birimi Havasız Kompostlaştırma Birimi Kompost İyileştirme Birimi Bu kısımlara ilaveten 2 tane de alt birim mevcuttur: Geri Kazanım İçin Yarı Otomatik Sistem Yakma Birimi
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER Valorga Prosesi Katı Atık Hazırlama Birimi: Tesise gelen atıklar tartılır ve siloya alınır. Atık önce kırma-parçalama ünitesine gönderilir. Demir ve benzeri metaller manyetik olarak ayrıldıktan sonra atık döner tambur elekte eleme işlemine tabi tutulur. Elek altına geçen organik kısım reaktöre beslemek üzere karıştırma ünitesine gönderilir. Elek üstünde kalan inert maddeler ise düzenli depolamaya gönderilir. Havasız Kompostlaştırma Birimi: Karıştırma ve pompalama, kompostlaştırma ve presleme kademelerinden oluşur. Katı atık hazırlama biriminden gelen atıklar optimum çürütme için gerekli katı madde konsantrasyonunu elde etmek maksadıyla sürekli olarak karıştırılır ve reaktöre verilir. Reaktör içindeki atıkları yeterince karıştırmak için, üretilen biyogazın bir kısmi basınç altında reaktörün altından verilir. Daha sonra katı madde içeriği %50 olması için presten geçirilir. Pres sıvısı atığı seyreltmek için karıştırma ekipmanına pompalanır. Üretilen biyogaz depolanır, daha sonra değerlendirme ünitesine transfer edilir. Burada bir kısmı sıkıştırılarak sisteme geri gönderilir. Kompost İyileştirme Birimi: Atık, ayırma işlemini daha verimli hale getirmek için parçalanır. Yanabilir madde döner ince elek yardımıyla ayrılır. Bu şekilde edilen kompost kontrollü pastörizasyonu sağlamak için depolanır, ambalajlı veya ambalajsız olarak satışa hazır hale getirilir.
TEK KADEMELİ KURU SİSTEMLER Valorga Prosesi Akım Şeması
TEK KADEMELİ SİSTEMLER Yüksek Katılı Havasız Kompostlaştırmayı Müteakip Havalı Kompostlaştırma Bu proses, yüksek katılı havasız kompostlaştırma ve havalı kompostlaştırma proseslerini birleştirmektedir. Prosesin en önemli üstünlüğü, net enerji geri kazanımı ile organik atıkların tam stabilizasyonunun sağlanması ve susuzlaştırma ekipmanı ihtiyacının az olmasıdır. Katı atıkta hacim azalması ve patojen mikroorganizma giderilmesi de sistemin ilave üstünlükleri arasındadır. Prosesin ilk kademesi, biyogaz üretmek için evsel katı atıkların kompostlaştırmasını içerir. 30 gün hidrolik bekletme süresi ve 54 -56 o. C sıcaklıkta (termofilik şartlar) çalıştırılır. İkinci kademede, katı madde içeriğini %25’den %65 veya daha yukarıya arttırmak için havalı olarak kompostlaştırılır. Üretilen son ürün yanabilir olduğundan, diğer yakıtlarla karıştırılarak veya bir yakıt kaynağı olarak kullanım için pelet haline getirilerek yakılabilir. Ayrıca alternatif olarak toprak şartlandırıcısı olarak da kullanılabilir.
TEK KADEMELİ SİSTEMLER Yüksek Katılı Havasız Kompostlaştırmayı Müteakip Havalı Kompostlaştırma Prosesi Alternatif Uygulamaları İçin Akış Diyagramları (a. Atıksu Arıtma Tesisi Çamuru İle Uzaklaştırma b. Metanol Üretimi)
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER Ø Bu tip sistemlerde; birinci reaktörde hidrolizin hız sınırlayıcı kademe olduğu hidroliz-asidifikasyon reaksiyonları, Ø İkinci reaktörde ise yavaş mikrobiyal büyümenin hız sınırlayıcı olduğu asetat ve metan üretimi reaksiyonları gerçekleşir. Ø Bu iki kademe farklı reaktörlere gerçekleştiğinden, ikinci kademeyi yüksek biyokütle konsantrasyonlarında ve yüksek çamur yaşlarında çalıştırmak mümkündür. Ø Bu sistemlerin esas avantajı, bazı atık türlerini daha kararlı arıtabilmesidir. İki kademeli sistemlerin tamamı organik yüklemedeki değişkenliklere karşı bir miktar koruma sağlar.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Düşük Sistemler Birbiri ardına seri bağlanmış 2 tam karışımlı reaktör şeklindedir. Kullanılan reaktörlerin teknik özellikleri tek kademeli ıslak sistemlerdekilere çok benzerdir.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Düşük Sistemler Schawarting-Uhde Prosesi İki düşük katılı reaktörün seri olarak bağlandığı proses de %12 TKM’ye seyreltilmiş ve partikül çapı küçültülmüş kaynağında ayrılmış biyoatık reaktör içerisine yerleştirilmiş delikli plakalar arasında dikey yönde pompa vasıtası ilerler. Bu hareket aynı zamanda atığın karışımını ve biyogazın yukarı doğru itilmesini sağlar. Sistem piston akımlı çalıştığından kısa devreler oluşmaz ve termofilik şartlarda uygulandığında atığın hijyenizasyonu da sağlanmış olur. Ayrıca burada köpük oluşumu gözlenmez, fakat gözenekli plakalar çok kolay tıkanabildiği için bu proses daha temiz (plastik, cam, metal gibi inert parçalar içermeyen) ve kolay ayrışabilen atıklar için uygundur.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Düşük Sistemler BRV Prosesi Kaynağında ayrılmış ve %34 KM içeriğine ayarlanmış biyoatıklar önce aerobik şartlarda işletilen hidroliz reaktörüne girer. Yaklaşık 2 günlük hidroliz süresinden sonra, atık yatay yönde piston akım modunda işletilen metan reaktörüne alınır. Arıtma işlemi 55 o. C’de ve %22 TKM’de 25 gün sürer. Sistemin en önemli üstünlükleri, kuru şartlarda işletilmesinden dolayı reaktör hacimlerinin küçük olması ve piston akım sonucu atığın tam hijyenizasyonunun sağlanmasıdır.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Yüksek Sistemler İki kademeli sistemlerde çamur yaşını arttırmanın ilk yolu, reaktörün çıkış akımındaki askıda maddenin yoğunlaştırılarak reaktöre geri döndürülmesidir. Bu işlem, reaktöre içsel çöktürme entegre edilerek yada bir membran sistemi ile gerçekleştirilebilir. Çamur yaşını arttırmanın bir diğer yolu ise, ikinci kademede biyofilm oluşumuna izin veren bir destek maddesi kullanmaktır. Bu sistem sadece hızlı hidroliz olabilen ve biyolojik ayrışabilirliği yüksek mutfak ve kapalı sebze pazarı/süpermarket atıkları için uygundur. Bu tasarının en önemli dezavantajı, ikinci reaktöre beslenen atığın askıda katı madde içeriğinin çok düşük olması gerekliliğidir. Bu yüzden hidroliz aşamasından çıkan atığın askıda katı maddesi giderilmelidir. Bu prensibe dayanan 2 proses geliştirilmiştir.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Yüksek Sistemler BTA Prosesi v Bu proseste, hamurlaştırıcıdan çıkan %10 katı madde içerikli atık önce pastörize edilir ve susuzlaştırılır. Susuzlaştırma sırasında elde edilen sıvı kısım metan reaktörüne gönderilir. v Katı kek ise proses suyuyla ıslatılarak mezofilik şartlarda çalışan tam karışımlı bir reaktörde 2 -3 gün süre ile hidroliz edilir. Hidroliz reaktörünün p. H’sını 6 -7 arasında tutabilmek için metan reaktörünün proses suyu geri devrettirilir. v Hidroliz reaktörünün çıkış akımı tekrar susuzlaştırılır ve sıvı kısım tekrar metan reaktörüne geri gönderilir. v Metan reaktörü sadece katı madde içeriği düşük sıvı akımları arıttığından biyofiltre olarak tasarlanabilir. v Teknik açıdan bu sistem ıslak sistemlerin tüm dezavantajlarını (kısa devreler, köpük oluşumu, ağır partiküllerin dibe çökmesi, boruların büyük partiküllerle tıkanması ve hamurlaştırıcıdan atılan maddelerle birlikte %10 -30 arası uçucu organik madde kaybı gibi) içerir. Bu sistemin en önemli mahzuru ise diğer sistemlerin tek bir reaktörle yapabildiği arıtımın dört ayrı reaktörle gerçekleştirilmesidir.
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İkinci Kademenin Biyofiltre Olarak Tasarlandığı Çift Kademeli Islak-Islak Tip Proses (BTA Prosesi)
İKİ KADEMELİ SİSTEMLER İki Kademeli Çamur Yaşı Yüksek Sistemler Biopercloat Prosesi o Bu proseste, BTA sisteminden farklı olarak hidroliz kademesi “kuru” ve mikroaerobik şartlarda gerçekleştirilir ve hidroliz reaksiyonunu hızlandırmak için atık üzerine sürekli olarak proses suyu geri devrettirilir. o Elde edilen atıksu, destek malzemesiyle doldurulmuş piston akımlı bir anaerobik filtreye beslenir. o İlk kademenin aerobik olması ve ikinci kademenin biyofilm büyüme şeklinde olması sistemin 7 gün gibi düşük bekleme sürelerinde çalışabilmesini sağlar.
DOLDUR-BOŞALT SİSTEMLER Doldur-boşalt sistemlerde, reaktörler aşı maddesi eklenerek veya eklenmeden taze atıkla doldurulur. Reaktöre beslenen atığın katı madde içeriği %30 -40 arasındadır. Doldur-boşalt sistemlerin basit tasarım ve kontrolü, ağır ve kaba parçalardan etkilenmemesi düşük yatırım ve işletme maliyetleri bu sistemleri özellikle gelişmekte olan ülkeler için cazip kılmaktadır.
DOLDUR-BOŞALT SİSTEMLER Biocel Reaktörü Proses, organik katı atıkların kesikli havasız kompostlaştırılması esasına dayanır. Oluşan sızıntı suyu reaktöre geri devrettirilir. Kesikli işletmeden ve reaktörün içinde karıştırma olmamasından dolayı ilk olarak, uçucu organik asitler p. H azalmasıyla birlikte artmaktadır (asit üretimi). Bunu izleyen periyotta uçucu organik asitler azalmakta, p. H ise artmaktadır. Bu safhada metan üretimi gerçekleşmektedir. Bu sistemin ve diğer doldur-boşalt sistemlerin en önemli mahzuru geçirimli tabakanın tıkanabilmesidir. Bu problem, reaktör içerisine 4 m. ’den daha yüksek atık doldurmayarak ve taze atığı boşluk artırıcı malzeme ile karıştırarak önlenmeye çalışılır. Bu tür reaktörler açılır ve boşaltılırken patlayıcı koşullar oluşabileceğinden güvenlik önlemleri alınmalıdır.
DOLDUR-BOŞALT SİSTEMLER BIOCEL REAKTÖRÜ
DOLDUR-BOŞALT SİSTEMLER Ardışık Kesikli Havasız Reaktörlerde Kompostlaştırma Bu tip proseslerde, yüksek konsantrasyonda uçucu yağ asiti içeren genç bir reaktörün sızıntı suyu, metanojenik safhaya geçmiş daha olgun bir reaktöre devrettirilir. Olgun reaktörün düşük konsantrasyonda uçucu asit içeren ve p. H tamponlama kapasitesi yüksek olan sızıntı suyu ise genç reaktöre devrettirilir. Bu çapraz aşılama sayesinde taze atığı aşıyla karıştırma gereği kalmaz. Ayrıca sızıntı suyu geri devrettirilmesi optimum kompostlaştırma için gerekli nütrientleri sağlar ve ilave olarak birinci kademede üretilen inhibitör organikleri de giderir. Hibrit Doldur-Boşalt Reaktörler Hibrit doldur-boşalt-HÇYR tarzı tasarımda ise, metan üretimi HÇYR’de gerçekleşir. Anaerobik mikroorganizmaların granüller oluşturduğu HÇYR’ler, yüksek konsantrasyonlarda uçucu yağ asidi içeren sıvı atıkları yüksek organik yüklemelerde arıtabilmek için oldukça uygundur.
TERMOFİLİK VE MEZOFİLİK SİSTEMLER Anaerobik çürütme genelde mezofilik sıcaklıklarda gerçekleşir. Bunun ana nedeni termofilik sistemlerin kararlılığının daha düşük olması ve daha kolay proses arızaları oluşturma riskidir. Buna rağmen son 15 senede birçok tam ölçekli termofilik tesis devreye alınmıştır. Tüm bunlar termofilik proseslerin etkin izleme ve kontrol yoluyla oldukça kararlı bir şekilde çalıştırılabildiğinin bir göstergesidir. Termofilik şartlarda reaksiyon hızları daha yüksek olduğundan, sistem daha düşük bekletme sürelerinde işletilebilir. Ayrıca bu sistem, daha iyi patojen giderme verimi sağlar.
Katı Atıkların Anaerobik Arıtımında Kullanılan Proseslerin Karşılaştırılması
EOKA’NIN DİĞER ATIK TÜRLERİ İLE BİRLİKTE ARITIMI EOKA’nın; yüksek C/N oranı, p. H ve yüksek katı madde içeriğinden dolayı bu maddelerin anaerobik arıtımını zorlaştırmaktadır. Bu nedenle birlikte arıtım kavramı gündeme gelmiştir. Birlikte arıtımı yolu ile atığın, hem atık stabilizasyonu hem de organik gübre (kompost) eldesiyle beraber daha fazla enerji (biyogaz) üretimi de sağlanmaktadır. Anaerobik arıtma tesislerinde birlikte arıtım uygulamalarıyla başlıca aşağıdaki faydalar sağlanır; Metan geri kazanım veriminin artması, Proses stabilitesinin artması, Daha iyi bir atık yönetiminin sağlanması, Farklı atık akımlarının tek bir entegre arıtma tesisinde toplanmasının getireceği ekonomik yararlar, Daha büyük kapasitedeki merkezi arıtma tesisleriyle arıtılabilecek atık miktarının artması olarak sıralanabilmektedir. Birlikte arıtım yaklaşımında kilit nokta substrat içindeki birçok parametrenin (makro ve mikro besi maddeleri, C/N oranı, p. H, inhibitörler ve toksik bileşikler, biyolojik olarak ayrışabilir organik madde, kuru madde) karışık substrat içerisinde dengelenmesini sağlamaktadır.
EOKA’NIN DİĞER ATIK TÜRLERİ İLE BİRLİKTE ARITIMI EOKA ve Arıtma Çamurlarının Birlikte Arıtımı Düşük katı madde konsantrasyonları ve organik yüklemelerde çalışan çamur çürütücülere, oldukça fazla katı madde içeriğine sahip EOKA, çamurla birlikte beslenir. Bu sayede, arıtma çamurundaki mikro ve makro nutrientler EOKA’daki nutrient eksikliği kapatacaktır. Ayrıca hem EOKA’nın katı madde içeriği düşürülebilecek hem de tesisin biyogaz veriminde önemli bir artış sağlanabilecektir. %8 -20 UKM bazında dozlanan arıtma çamuru, EOKA’nın stabilizasyon derecesini artıracaktır.
EOKA’NIN DİĞER ATIK TÜRLERİ İLE BİRLİKTE ARITIMI Çiftlik Atıklarıyla Birlikte Arıtım Ø Hayvan atıkları yüksek konsantrasyonlarda amonyak içerdiğinden oldukça yüksek tamponlama kapasitesine sahiptir. Ø Hayvan atıkları mikrobiyolojik çoğalma için gerekli nütrientler bakımından da zengin olup, tarımsal gübre değeri çok yüksektir. Ø Hayvan atıkları tek başlarına anaerobik arıtıldıklarında metan verimi 10 -20 m 3 CH 4/ton gibi düşük değerlerde kalmaktadır. Bunun temel nedeni, katı madde içeriği ve yüksek orandaki ligno-selülozik madde içeriğidir. Ligno-selülozik lifler anaerobik arıtmaya karşı çok dayanıklıdır (inert) ve reaktörden çürütülmeden çıkarlar. Ø Tarıma dayalı endüstrilerin atıkları ve EOKA, hayvan atıklarıyla birlikte arıtım için çok uygundur ve biyogaz potansiyelini arttırır.
EOKA’NIN DİĞER ATIK TÜRLERİ İLE BİRLİKTE ARITIMI Diğer Organik Atık Türleriyle Birlikte Arıtım EOKA’nın farklı atık türleriyle birlikte arıtımı konusunda, zeytin işleme endüstrisi atıksuları, algler, mezbaha atıkları ve et işleme endüstrisi atıkları gibi ikincil substratlar kullanılmıştır. Zeytinyağı atıksularında çözünmüş organik madde içeriği çok yüksek buna karşılık amonyak içeriği çok düşüktür ve atık inhibe edici fenoller içerir. Bu nedenle zeytin işleme endüstrisinin atıksularının EOKA ile birlikte arıtımının mümkün olduğu, ancak optimum ikincil sübstratın hayvan atıkları olduğu gösterilmiştir.
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ 1 ton organik evsel katı atığın aerobik biyolojik arıtımı için 60 k. W-sa havalandırma enerjisi gerekirken, anaerobik biyolojik arıtma uygulandığında yaklaşık 660 k. W-sa’lik biyometan-enerji kazanımı mümkün olabilmektedir. Katı atıkların anaerobik arıtımı sonucunda üretilen biyogaz aşağıdaki maksatlarla değerlendirilebilir. Sıcak su üretimi Buhar üretimi Elektrik üretimi Metanol üretimi Araçlarda yakıt olarak kullanımı
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Elektrik Üretimi Elektrik üretimi için anaerobik reaktörlerden elde edilen biyogaz doğrudan içten yanmalı motorlar veya gaz türbinlerinde kullanılabilir. Elektrik üretimi için içten yanmalı motorlar kullanılırsa, bu motorlarda propan gazı ve doğalgazla ateşleme yaptırılmalı ve kendi işletme sıcaklığına kadar bu şekilde çalıştırılmalıdır. Gaz türbinleri genellikle 1 -5 MW güç aralığında çalıştırılır.
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Elektrik Üretimi Büyük tesislerde, elektrik enerjisi üretimi için en yaygın teknolojik yöntem buhar türbini-jeneratör kombinasyonudur
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Elektrik Üretimi Evsel Katı Atıkların Organik Kısmından Elde Edilen Biyogazın Tipik Bileşimi Bileşen Konsantrasyon (% Hacim Olarak) Metan 55 -60 (50 -75) Karbondioksit 35 -40 (25 -45) Su 2 (20 o. C)-7 (40 o. C) Hidrojen Sülfür 20 -20000 ppm (%2) Azot <2 Oksijen <2 Hidrojen <1
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Elektrik Üretimi Biyogaz makul değerlerle uzun süre boyunca depolanamaz, ya hemen ya da birkaç saat içinde kullanılmalıdır. Biyogazın CO 2 içeriği, sübstrat kompozisyonu, p. H, reaktör geometrisi/basıncı, sıcaklık, hidrolik bekleme süresi, proses tipi (piston akımlı/tam karışımlı) gibi değişik faktörlere bağlıdır. Tıkanmayı ve korozyonu önlemek için, su buharı kondensatörlerde yoğunlaştırılmalıdır. Özellikle termofilik sıcaklıklarda serbest kalan amonyak, korozyona yol açtığı gibi, yakıldığı zaman NOx oluşumuna sebep olur.
BİYOMETAN GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Metanol Üretimi Evsel katı atıkların organik kısmının havasız kompostlaştırılması ile üretilen metan, sıvı bir yakıt olan metanole dönüştürülebilir. CH 4+H 2 O → CO+3 H 2 CO+2 H 2 → CH 3 OH Endotermik olan birinci kademede, metan içeren biyogaz bir şekilde bir reaktörde katalizör eşliğinde, CO ve hidrojen üretmek için buharla reaksiyona sokulur. İkinci denklemde ise, birinci kademe reaksiyon ürünleri, yine katalizör eşliğinde metanole dönüştürülür. Biyogazdan metanol üretiminin başlıca faydası, metanolün daha kolay depo edilebilir ve taşınabilir olmasıdır. Araçlarda Yakıt Olarak Kullanımı Büyük miktarlarda atık arıtılabilen anaerobik reaktörler önemli miktarda biyogaz üretebildikleri için, biyogazın benzin/biyogaz hibrit arabalarında kullanımı özellikle bazı Avrupa ülkelerince önemle üzerinde durulan bir husustur. Ayrıca bazı tesislerde arıtılan biyogaz şehirlerin doğalgaz boru hattı şebekesine verilebilir.
KOMPOST GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Kompost Kullanımı Elde edilen kompost kalitesi düşükse, az verimli arazilerde toprak şartlandırıcısı olarak ya da düzenli depolama alanlarında örtü toprağı olarak kullanılır. Bununla beraber havasız kompostun kalitesi genelde yüksektir. Yüksek kalitedeki bu kompost tarımda kullanılır. Kompostun tarımda kullanılması ile aşağıdaki faydalar sağlanır: Toprağa humus kazandırılır. Toprağın boşluk hacmi (porozitesi) artar. Toprağın işlenmesi kolaylaşır (killi toprak). Zeminin su tutma yeteneği artar. Toprağın havalandırılması kolaylaşır. Topraktaki saprofit mikroorganizma sayısı artar. Fosforlu, potasyumlu ve diğer suni gübrelerin toprağa daha faydalı alınmasını sağlar.
KOMPOST GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Aerobik Kompost Teknolojilerinde Enerji İhtiyacı Tesis Tipi Küme (Yığın) Balya Tünel Döner Tamburlu Reaktör Almanya Ortalaması 13700 6800 19000 35000 10000 Kompostlaşa n atık BW/GW WW BW/GW BW Enerji İhtiyacı (k. Wsa/ton) 18 18 50 40 20 -50 Özellik Kapasite (ton/yıl)
KOMPOST GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Anaerobik Kompost Teknolojilerinde Enerji İhtiyacı Kuru 1. Kademe Islak 2. Kademe 100000 30000 20000 1000 BW HW MSW+SS BW/WW BW/MSW 840 Mj Th 270 Mj EI Th - 288 Mj EI 130 MJ Th - Biogaz Üretimi (Nm 3/ton-KA) 90 100 -140 50 115 90 -150 Metan (%) 55 60 -65 - 70 -80 60 -75 Tesis Tipi Kapasite (ton/yıl) Atık türü Enerji İhtiyacı (ton katı atık başına)
KOMPOST GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Kompost Sistemlerinde Alan İhtiyacı Havalı sistemler Alan (m 2/t-KA) Havasız Sistemler Yığın Döner Tambur Tünel Kuru Tek Kademe Islak İki Kademe 1, 45 0, 6 0, 5 0, 12 -0, 4 0, 32 -0, 57
KOMPOST GERİ KAZANIMININ FİZİBİLİTESİ Kompost Sistemlerinin İşletme Maliyetleri Ülke Avrupa Ortalaması Avusturya İşletme Maliyeti (Avro/ton-katı atık) Havalı Sistemler Havasız Sistemler 50 -70 37 Fransa 42 -58 Almanya 56 -77 Hollanda 37 İspanya 9 -18 İsveç 33 -55 İsviçre 50 77 ABD 62 - 56 -77
ÖRNEK ÇALIŞMA-1 İki Fazlı Anaerobik Reaktör Kullanılarak Bahçe Atığı’ndan (Çim, Ot) Enerji Kazanımı Bu çalışmada, katı atığın majör bileşeni olan bahçe atıklarından metan üretme fizibiletesini tayin etmek için iki fazlı-pilot ölçekte “biofermentasyon” sistemi kullanılmıştır. “Bi-Phasic” sistem, katı faz ve metan fazından oluşmaktadır. İlk olarak; uçucu yağ asitlerinin birikimi sağlanana kadar sızıntı suyunun katı faz boyunca dolaşımı gerçekleştirilir. Sonra sızıntı suyu, uçucu yağ asidinin metan gazına dönüşeceği metan reaktörüne aktarılır.
ÖRNEK ÇALIŞMA-1 İki Fazlı Anaerobik Reaktör Kullanılarak Bahçe Atığı’ndan (Çim, Ot) Enerji Kazanımı Sonuçlar %67 uçucu yağ asidi içeren bahçe atığının “bi-phasic” yöntem ile 190 günde gazlaştırılmasının sağlanabileceğini göstermiştir. Bu süre, çimin düzenli depolanarak stabilizasyonu yöntemi ile karşılaştırıldığında daha kısa bir zaman olarak bulunmuştur. Ayrıca bu çalışma sonucunda sürenin, sistemin ısıtılması ve/veya izolasyonunun sağlanması ile daha da kısalabileceği bulunmuştur. Sistemde, 1 kg bahçe atığı için ortalama 0, 15 m 3 metan gazı üretilmiştir. Çıkan gazın ortalama metan konsantrasyonu %71 olarak bulunmuştur.
ÖRNEK ÇALIŞMA-1 Yukarı Akışlı Anaerobik Filtredeki Gaz Birikimi Hesaplanan CO 2’e karşı Ölçülen CO 2 Değerleri
ÖRNEK ÇALIŞMA-1 İki Fazlı Anaerobik Reaktör Kullanılarak Bahçe Atığı’ndan (Çim, Ot) Enerji Kazanımı Reaktör özelliğinin bir fonksiyonu olarak gaz fazda CO 2 ve metan konsantrasyonunu tahmin etmek amacı ile ph, alkalinite ve uçucu yağ asidi değerlerinin de içeren matematiksel bir model geliştirilmiştir.
ÖRNEK ÇALIŞMA-2 Asidojenik Reaktördeki Sızıntı Suyunun Geri Devri İle Yemek Atıklarının “Hibrid Anaerobik Katı-Sıvı” Sistemi Kullanılarak Anaerobik Çürütülmesi Asidojenik Reaktördeki sızıntı suyunun geri döngüsünün amacı, Hibrid Anaerobik Katı Sıvı (HASL) sistemi kullanılarak yemek atıklarının anaerobik çürütülmesinin sağlanmasının verimini artırmaktır. Asidojenik reaktördeki sızıntı suyunun geri devri, arıtılan organik maddenin özümlenmesinde ve asidojenik reaktör içindeki aşırı asidifikasyonun önlenmesi için tamponlama kapasitesinde daha iyi koşullar sağlamıştır. Bu deneylerde, metanojenik reaktördeki nutrient gereksinimini hızlı bir şekilde kesinleştirir.
ÖRNEK ÇALIŞMA-2 Asidojenik Reaktördeki Sızıntı Suyunun Geri Devri İle Yemek Atıklarının “Hibrid Anaerobik Katı-Sıvı” Sistemi Kullanılarak Anaerobik Çürütülmesi
ÖRNEK ÇALIŞMA-2 Asidojenik Reaktördeki Sızıntı Suyunun Geri Devri İle Yemek Atıklarının “Hibrid Anaerobik Katı-Sıvı” Sistemi Kullanılarak Anaerobik Çürütülmesi Asidojenik reaktördeki sızıntı suyunun içindeki yüksek miktardaki çözünmüş COD ve VFA konsantrasyonu sırasıyla; kontrol içinde 16670 mg/l ile 9450 mg/l, deneylerde 18614 mg/l ile 11094 mg/l gibi değerlere kısa sürede ulaşmıştır. 9 Gün Sonunda HASL Sistemi İçin Elde Edien Deney Sonuçları
ÖRNEK ÇALIŞMA-3 Organik Katı Atıkların Kuru-Anaerobik Mezofilik ve Termofilik Çürümesinin Çalıştırma (Start-Up) Performansları Mezofilik ve termofilik şartlarda kuru-anaerobik çürümelerin çalıştırma (Start-up) performanslarını incelemek için 2 adet organik katı atık 6 hafta süre ile laboratuar ölçeğindeki sistemlerde bırakılmıştır. Enzimatik aktiviteler (-glucosidose, N--benzoyl-L-origininamide (BAA) -hydrylising protoase, Urease, Phosphotese) analiz edilmiştir. The BAA-hydrylising protoase aktivitesi 2 -3 hafta süresince düşük p. H’da düşük kalmış olup, p. H yükseldiğinde aktivite artmıştır. -glucosidose aktivitesi 1 -2 hafta içinde düşük değerler göstermiş, BAA-hydrylising protoase aktivitesinin yükselmesi ile artmaya başlamıştır. Propionat ve Bütrat Mezofilik çürümede baskınken termofilik çürümede asetik asit baksın gözükmüştür.
ÖRNEK ÇALIŞMA-3 Organik Katı Atıkların Kuru-Anaerobik Mezofilik ve Termofilik Çürümesinin Çalıştırma (Start-Up) Performansları Sonuç olarak, enzimatik aktiviteler ile anaerobik çürüme performansları için nemli bulgular sağlanmıştır. Mezofilik şartlardaki kuru anaerobik çürüme zayıf çalıştırma (start-up) performansı göstermiştir. Termofilik çürüme, önemli VFA birikimi olmadan ve daha düşük p. H’da bile çok kararlı bir performans göstermiştir. Mezofilik çürüme ile karşılaştırıldığında Termofilik çürümenin daha tercih edilebilir olduğunu kanıtlamıştır.
ÖRNEK ÇALIŞMA-4 Katı Atıkların Anaerobik Çürütülmesi Üzerinde Ön Arıtmadaki Alkalinitenin Etkisi Evsel katı atığın organik kısmının arıtımı için anaerobik çürütme günümüzde önemli bir konudur. Bu atığın arıtımının asıl zorluğu organik maddenin karmaşıklığına bağlı biyotranformasyondur. Bu yüzden, ilk adım olarak; organik maddenin çözünürlüğünün arttırılması ve 2 adımdaki anaerobik arıtmanın veriminin artması için kompleks moleküllerin basit monomerlere kırılması amacı ile fiziksel, kimyasal ve biyolojik ön arıtma gerçekleşir. Bu çalışma kimyasal oksijen ihtiyacı (COD) çözünmesini arttırmak ve OFMSW’nin anaerobik çürümesi için kireç (Ca (OH 2)) eklenerek kimyasal ön arıtmayı anlatmaktadır.
ÖRNEK ÇALIŞMA-4 Katı Atıkların Anaerobik Çürütülmesi Üzerinde Ön Arıtmadaki Alkalinitenin Etkisi Laboratuar ölçeğindeki deneyler, 1 L kapasiteli tam karışımlı reaktörde yapılmıştır. Ön arıtmada ilk adım olarak COD çözünürlüğünün en uygun koşulları 6 saat süre için 620 m. Eq Ca. OH 2/L bulunmuştur. Bu koşullar altında % 11. 5 COD çözünmüştür. OFMSW’nin anaerobik çürüme verimi, ön arıtma yapılarak ve yapılmayarak ölçülüp belirlenmiştir. Ön arıtmadan geçen atığın anaerobik çürümesinden elde edilen metan verimi 0. 15 m 3 CH 4/kg uçucu katı (VS)’da %172’dir. Bu koşullar altında çözünmüş COD ve VS giderimi sırasıyla %93 ve %94 bulunmuştur. Bu sonuç, kireç ile kimyasal ön arıtımı izleyen anaerobik çürütmenin OFMSW stabilizasyonu için en iyi sonucu göstermiştir.
ÖRNEK ÇALIŞMA-5 BİYOGAZ ÜRETİMİNDE BASINCIN ETKİSİ Biyogaz sistemlerinin kurulu olduğu tesislerde, biyogazın üretimi ve tüketimi eş zamanlı gerçekleşmemektedir. Bu yüzden tüketimin olmadığı zamanlarda üretilen biyogazın depolanması gerekmektedir. Yüksek basınçlı depolama, biyogazın ve özellikle içerdiği metan gazının özelliklerinden dolayı yüksek maliyet ve ek güvenlik önlemleri gerektirmekte, bu yüzden de çiftlik tipi diyebileceğimiz, küçük ve orta ölçekli kırsal kesim biyogaz tesislerinde kullanımı verimli olmamaktadır. Bu tip tesislerde genellikle düşük basınçlı biyogaz depolama sistemleri kullanılmaktadır. Kırsal kesime yönelik uygulamalarda genellikle 1 -1, 5 k. Pa değerlerine sahip, düşük basınçlı gazometreler tercih edilmekte, gerektiğinde sisteme basınçlandırıcı ilave edilmektedir.
ÖRNEK ÇALIŞMA-5 BİYOGAZ ÜRETİMİNDE BASINCIN ETKİSİ Gaz iletiminin ve kullanımının gerektirdiği basınç, ek bir basınçlandırıcı kullanılmadan biyogaz üretimi sonucunda doğal yollarla sağlandığında, reaktör içerisinde nispeten yüksek bir basınç ortamı söz konusu olmaktadır. Fakat, gerek üretim ve kullanım ünitelerinin birbirinden uzak olmasından dolayı gaz iletim hatlarında oluşan basınç düşümleri, gerekse biyogazla çalışan bazı cihazların nispeten yüksek giriş basıncı gerektirmesi, ek bir basınçlandırıcı ünite ihtiyacı doğurmaktadır. Bu duruma alternatif olarak, biyogaz üretimi nedeniyle reaktörde oluşan doğal basıncın kullanılması, yatırım ve işletim maliyetlerini düşürücü bir etki yaratabilecektir.
ÖRNEK ÇALIŞMA-6 EVSEL KATI ATIKLARIN ANAEROBİK ORTAMDA ÖN ÇÖKELTME ÇAMURU İLE ÇÜRÜTÜLMESİ Bu çalışmanın amacı, farklı oranlarda karıştırılmış evsel katı atık (EKA) ve ön çökeltme çamuru (ÖÇÇ) ile beslenen üç laboratuar ölçekli yarı kesikli anaerobik çürütücünün start-up aşamasındaki performans ve kararlılıklarının karşılaştırılmasıdır. Bu üç çürütücüye farklı oranlarda EKA: ÖÇÇ eklenmiştir. ÖÇÇ eklenmesi sistem kararlılığını ve özgül gaz üretim hızı (ÖGÜH) açısından performansını önemli ölçüde arttırmıştır. Aşının aşılamakta olan bir anaerobik çürütücüden alınması, hızlı bir başlangıç süreci yaşanmasını sağlamıştır. Çalışma sonunda elde edilen sonuçlar göstermiştir ki: ÖÇÇ eklenmesi EKA' ların anaerobik çürütülmesinin başlangıç aşamasında besideki UKM konsantrasyonunu azaltarak ve kullanılabilir besin miktarını arttırarak çürütücüdeki UYA konsantrasyonunu ve dengesizlikleri azaltabilir. Bu şekilde, çürütücülerin dengeye ulaşma süresi kısalmış olur.
ÖRNEK ÇALIŞMA-6 EVSEL KATI ATIKLARIN ANAEROBİK ORTAMDA ÖN ÇÖKELTME ÇAMURU İLE ÇÜRÜTÜLMESİ ÖÇÇ eklenmesi çürütücü performansı üzerinde olumlu etkilere neden olmaktadır. Bu çalışmada, en yüksek ÖGÜH beside 80: 20 EKA: ÖÇÇ oranıyla elde edilmiştir. Daha önce yapılan çalışmalarda da ÖÇÇ eklemenin ÖGÜH üzerinde olumlu etkileri olduğu gözlenmiş ve çeşitli çalışmalarda en yüksek ÖGÜH' nın EKA: ÖÇÇ oranının %8 -20 olması durumunda elde edildiği belirtilmiştir. Mevcut sonuçlar göstermiştir ki, EKA çürütücülerinde önceden aklimatize edilmiş aşı kullanma yoluyla, çürütücülerin start-up süreci çok kısa bir zaman almakta ve çürütücüleri işletime başlamalarından itibaren 5, 2 kg UKM m 3 gün− 1, 3, 9 kg UKM m 3 gün− 1 ve 3, 2 kg UKM m 3 gün− 1 arasında değişen yüksek OYH’larda bile çalışabilmektedir.
TEŞEKKÜRLER!
- Slides: 71