Atık su arıtma sistemlerinde üretilen biyogazın elektrik ve hidrojen üretiminde kullanımının termodinamik ve termoekonomik analiz ve optimizasyonu

Bu çalışmada, atık su arıtma sistemlerinde üretilen biyogazın elektrik ve hidrojen üretiminde kullanımının termodinamik ve termoekonomik analiz ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Termodinamik ve termoekonomik analizler için geliştirilen prosedür ve formüller Gaziantep'te bulunan gerçek bir kentsel atık su arıtma tesisine ve biyogaz motor tahrikli gerçek bir kojenerasyon sistemine [GASKI] uygulanmıştır. Mevcut atık su arıtma tesisi günde 222.000 m3 atık suyu arıtmaktadır ve tesisteki çamur şartlandırma işlemi sonucu günde ortalama 10.000?18.000 m3 biyogaz üretilmektedir. Kojenerasyon sisteminde bulunan biyogaz motoru yıllık 8760 GWh elektrik üretmektedir ve bunun için toplam yıllık biyogaz tüketimi 3.400.000 m3' tür. GASKI atık su arıtma sistemi ve biyogaz motor tahrikli kojenerasyon sisteminin toplam ekserji verimi ise %46.2 olarak bulunmuştur. Yapılan termoekonomik analiz neticesinde, arıtılmış atık suyun ve üretilen elektriğin birim ekserji maliyetleri sırasıyla 3.804 ¢/m3 ve 25 $/GJ olarak hesaplanmıştır. Bu tezde, kentsel atık su arıtma sistemleri için yedi ayrı hidrojen üretim modeli geliştirilmiştir ve bu modellerin termodinamik ve ekonomik analizleri tez çalışmasında verilen gerçek işletme ve maliyet değerleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.Anahtar kelimeler: Atık su arıtma sistemi, Kojenerasyon, Termodinamik, Termoekonomik, Optimizasyon, Hidrojen üretimi.