Atıksu arıtma çamurlarından karanlık fermentasyon ile hidrojen gazı üretimi

Fosil yakıt rezervlerinin azalması nedeniyle, yeni ve temiz bir enerji kaynağına ihtiyaç vardır. Hidrojen gazı, temiz ve enerji değerinin yüksek olması nedeniyle fosil yakıtların yerini alabilecek bir enerji kaynağıdır. Hidrojen üretiminde fiziksel, kimyasal yöntemler ve önemli avantajları olan biyolojik yöntemler kullanılmaktadır. Karanlık fermentasyonla hidrojen üretimi en bilinen biyolojik yöntemdir. Diğer biyolojik yönetmelere gore basit işletim şartlarında daha yüksek üretim verimi ve hızı elde edilebilmektedir. Sürdürülebilir biyohidrojen üretimi için yüksek karbon içerikli, ucuz ve sürekliliği olan ham madde gereklidir. Önemli bir çevre kirliliği yaratan arıtma çamurları, yüksek karbon içeriği ve atık madde niteliğinden dolayı biyohidrojen üretimine uygun bir kaynaktır. Arıtma çamurunun bu amaç için kullanılması atık yönetimine ve enerji üretimine önemli bir katkı sağlayacaktır.Bu tez çalışmasında, arıtma çamurundan ışıksız fermantasyonla hidrojen gazı üretimini etkileyen faktörlerin belirlenmesi, hidrojen üretim hızını ve verimini arttırmak amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, arıtma çamuruna, tek basamak asit hidrolizi ve ısıl işlemle hidroliz, iki basamak asit-ısıl işlemle hidroliz olmak üzere üç farklı ön işlem uygulanmış, maksimum hidroliz verimi sağlayan yöntem belirlenmiş ve hidroliz şartları optimize edilmiştir. Asit-ısıl işlemle hidrolizde optimum hidroliz şartları olan t=60 dk, pH=2 ve T=135 santigrat derece'de toplam şeker derişimi tek basmak asit ve ısıl işlemle hidrolize nazaran, sırasıyla, 4 ve 0.5 kat artmıştır. Projenin ikinci aşamasında, besi ortamı bileşimi ve fermantasyon şartlarının etkisi incelenmiştir. Üretimi etkileyen en önemli faktörlerin pH ve biyokütle derişimi olduğu belirlenmiş ve verim 3.3mol/mol glikoz'a kadar ulaşmıştır. Besi ortamına azot ve protein ilavesi hidrojen gazı üretimine önemli bir katkı sağlamamıştır. Filtrattan hidrolize çamura nazaran daha yüksek üretim verimi ve hızı elde edilmiştir.