Energy production from yard wastes via one-stage and two-stage anaerobic digestion and investigation of pretreatment effect

Lignoselülozik biokütleden enerji üretimi giderek artan bir ilgi görmektedir. Bu tez çalışmasında, yaygın olarak bulunan lignoselülozik biyokütle bahçe atıklarından tek-aşamalı anaerobik çürütme (TAAÇ) ve iki-aşamalı anaerobik çürütme (İAAÇ) aracılığıyla enerji üretimi araştırılmıştır. Ön arıtma seçeneklerinin (alkali (AÖ), termal (TÖ) ve ultrason (UÖ)) ve başlangıç katı konsantrasyonunun (%2, 5 ve 8 toplam katı madde, TKM) hidrojen ve metan üretim verimleri üzerindeki etkisi TAAÇ ve İAAÇ deneylerinde araştırılmıştır. Çözünürlük artışı AÖ, TÖ ve UÖ için sırasıyla %43, 51 ve 17 oranlarında elde edilmiştir. TAAÇ kesikli reaktör deneyleri göstermiştir ki, en yüksek CH4 verimi, 313 mL CH4/g UKM ile %5 TKM'de AÖ-bahçe atığıyla elde edilmiştir. AÖ, CH4 verimi açısından diğer ön arıtımlar arasında, çalışılan tüm % TKM miktarları için en uygun ön arıtma seçeneği olmuştur. İAAÇ deneyleri göz önüne alındığında, en yüksek H2 verimi, karanlık fermantasyon aşamasında %2 TKM 'de (30,5 mL H2/g UKM) AÖ bahçe atığı ile elde edilmiştir. AÖ, H2 verimleri açısından tüm % TKM miktarları için tekrar en iyi ön işlem seçeneği olarak bulunmuştur. İAAÇ'nin metanojenez aşamasında elde edilen verimler çok düşüktür. En yüksek metan verimi, %2 TKM'de (40 mL CH4/g UKM) TÖ-bahçe atığı ile elde edildi. TÖ-bahçe atığı, üç TKM miktarı için en yüksek metan verimini elde etmiştir. Bahçe atıkları ile gerçekleştirilen TAAÇ işlemi 11 MJ/kg UKM enerji kazanımı sağlamıştır. Fakat İAAÇ ile bahçe atığından sadece 2 MJ/kg UKM elde edilebilmiştir. Bu çalışmada başlangıç TKM içeriği %2 olduğunda ön işlem görmüş olsun veya olmasın, bahçe atıklarından enerji elde etmenin mümkün olduğu sonucuna varılabilir. %5 gibi daha yüksek TKM içerikleri için AÖ enerji verimini arttırmaktadır. İAAÇ , AÖ, TÖ ve UÖ ile işlem görmüş olsa bile bahçe atıkları için yeterli değildir. Bu durum başlıca uygulanan ön işlemler ve/veya karanlık fermantasyondan sonra üretilen potansiyel inhibitör yan ürünlere ilişkilendirilmiştir.