H2'e dayalı membran biyofilm reaktörde (MBfR biyolojik metanizasyon prosesi ile CO2'nin yakalanması ve dönüştürülmesi

Bu tez çalışmasının amacı biyometan prosesini kesikli anaerobik membran biyofilm reaktörde (AnMBfR) optimize etmektir ve bu çalışma iki farklı aşamadan oluşmaktadır. Çalışmanın ilk aşamasında anaerobik kesikli reaktörler farklı H2:CO2 (v:v) oranlarında (4:1-3:1-2:1-1:1) ve farklı sıcaklıklarda (37 ve 55 °C) işletilmiştir. Bu aşamada optimum H2:CO2 oranı ve sıcaklık sırasıyla 4:1 ve 55 °C olarak bulunmuştur. Aynı zamanda optimum koşullarda çıkış gazında en yüksek metan (CH4) konsantrasyonu %81, hidrojen (H2) kullanım verimi ve karbondioksit (CO2) dönüşüm verimi ise sırasıyla %96 ve %98 olarak bulunmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında ise değişen H2:CO2 (v:v) oranının (4:1-5:1), sıcaklığın (37-55 °C) ve gaz besleme sürelerinin (60-90-120-150 dk.) AnMBfR performansı üzerinde etkisi araştırılmıştır. Çalışma bulguları değişen H2:CO2 oranının, sıcaklığın ve gaz besleme sürelerinin kesikli olarak işletilen AnMBfR'da biyometan üretimi için önemli bir rol oynadığını göstermiştir ve optimum gaz besleme süresi, H2:CO2 oranı ve sıcaklık sırasıyla 120 dk., 4:1 ve 55 °C olarak belirlenmiştir. Ayrıca optimum koşullarda çıkış gazında bulunan en yüksek CH4 konsantrasyonu %83 olarak elde edilmiş ve sıvı fazda çözünürlüğü oldukça düşük olan H2 çıkış gazında tespit edilmemiştir (%100 H2 kullanım verimliliği). Optimum koşullarda CO2 dönüşüm verimi ise %86 olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak, sistem de membran kullanılması H2'nin sıvı fazda tamamen çözünmesine ve CH4 konsantrasyonunda artışa sebep olmuştur. Anahtar Kelimeler: Biyolojik biyogaz yükseltme, Anaerobik membran biyofilm reaktör, Biyometan.