Çeşitli Destek Malzemelerinin Kanatlı Hayvan Gübrelerinden Biyogaz Üretimi Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Mühendisliği (Dr), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Şakir Yılmaz
Danışman: Tekin Şahan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, ortama salınan kanatlı hayvan gübrelerinin anaerobik sindiriminden biyogaz üretimi ve biyogaz verimi üzerine çeşitli destek malzemelerinin etkileri araştırılmıştır. Çalışma üç bölüm halinde gerçekleştirilmiştir. İlk bölümde kanatlı hayvan gübrelerinden biyogaz üretimi üzerine etki eden katı madde miktarı (A/A, %), aşı oranı (%), destek malzemesi olarak kullanılan saf pomza miktarı (g/L) ve pomzanın partikül boyutu (mm) gibi parametrelerin etkisi araştırılmış ve cevap yüzey yöntemi (CYY) kullanılarak optimize edilmiş ve modellenmiştir. İkinci bölümde ise Nikel (Ni) ve Molibden (Mo) iz metal destekli pomza minerallerinin etkisi ayrı ayrı olarak çalışılmıştır. Bu bölümde biyogaz üretim verimi üzerine etki eden katı madde miktarı (A/A, %), ağırlıkça metal oranı (%) ve anaerobik sisteme eklenen iz metal destekli pomza mineralleri (mg/L) gibi parametrelerin etkileri incelenmiş ve CYY ile modellenmiş ve optimize edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, ilk bölümde numerik analize dayalı kümülatif biyogaz üretimi için optimum koşullar; katı madde miktarı %8.92, aşı oranı %26, destek malzemesi olarak pomza miktarı 6.39 g/L ve destek malzemesinin gözenek boyutu 1.77 mm olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında kümülatif biyogaz üretimi 8965.87 mL olarak tespit edilmiştir. %CH4 için optimum koşullar; katı madde miktarı %9.19, aşı oranı %25.84, destek malzemesi olarak pomza miktarı 6.26 g/L ve destek malzemesinin gözenek boyutu 1.73 mm olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında %CH4 71.298 olarak tespit edilmiştir. KOİ giderim verimi için ise optimum koşullar katı madde miktarı %8.10, aşı oranı %24.62, destek malzemesi olarak pomza miktarı 7.04 g/L ve destek malzemesinin gözenek boyutu 1.76 mm olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında KOİ giderim verimi %68.4711 olarak tespit edilmiştir. İkinci bölümde ise Ni yüklü pomza mineralleri (Ni@IP) ile yapılan çalışmalarda numerik analize dayalı kümülatif biyogaz üretimi için optimum koşullar; katı madde miktarı %8.80, ağırlıkça Ni oranı %16.83 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Ni@IP miktarı 17.02 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında kümülatif biyogaz üretimi 7862.75 mL olarak tespit edilmiştir. %CH4 için optimum koşullar katı madde miktarı %8.49, ağırlıkça Ni oranı %16.85 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Ni@IP miktarı 17.61 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında %CH4 63.49 olarak tespit edilmiştir. KOİ giderim verimi için optimum koşullar katı madde miktarı %8.44, ağırlıkça Ni oranı %16.74 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Ni@IP miktarı 16.93 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında KOİ giderim verimi %60.43 olarak tespit edilmiştir. İkinci bölümde ise Mo yüklü pomza mineralleri (Mo@IP) ile yapılan çalışmalarda numerik analize dayalı kümülatif biyogaz üretimi için optimum koşullar; katı madde miktarı %8.85, ağırlıkça Mo oranı %5.12 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Mo@IP miktarı 5.76 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında kümülatif biyogaz üretimi 7372.79 mL olarak tespit edilmiştir. %CH4 için optimum koşullar katı madde miktarı %9.15, ağırlıkça Mo oranı %5.29 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Mo@IP miktarı 7.16 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında %CH4 62.67 olarak tespit edilmiştir. KOİ giderim verimi için optimum koşullar katı madde miktarı %8.43, ağırlıkça Mo oranı %4.15 ve anaerobik sindirim sistemine eklenen Mo@IP miktarı 7.66 mg/L olarak elde edilmiştir. Elde edilen bu optimum koşullar altında KOİ giderim verimi %55.15 olarak tespit edilmiştir. Sonuçlar, RSM'nin kanatlı hayvan gübrelerinin anaerobik sindiriminden biyogaz üretimini tahmin etmek ve modellemek için başarıyla uygulandığını göstermiştir. Üçüncü bölümde ise, Ni ve Mo iz metal destekli pomza minerallerinin biyogaz üretimi üzerine bi-metalik etkileri araştırılmıştır. Bu bölümde, Ni-Mo iz metal pomza destek malzemelerinin (NiMo@IP) biyogaz üretimi üzerinde, iz metalsiz malzemeler ile destek malzemesiz Ni ve Mo'dan daha fazla bir biyolojik uyarıcı etkiye sahip olduğu tespit edilmiştir.