Üç-aşamalı (Karanlık-fermantasyon, metanojenesis ve foto-fermantasyon) sistemlerde organik atıklardan entegre biyohidrojen ve metan üretiminin araştırılması

Download
2015
Ergüder, Hande Tuba
Eroğlu, İnci
Gündüz, Ufuk
Tunçay, Güneş Ekin
Akman, Can Melih
Koç, Engin
Bu projenin amacı, birim organik maddeden elde edilen enerjiyi, diğer bir deyişle, toplam hidrojen ve metan üretimini arttırmak için, üç-aşamalı karanlık fermantasyon, metanojenesis ve foto-fermantasyon konfigürasyonunun geliştirilmesi ve enerji veriminin maksimizasyonu amacıyla üçlü sistemin uygun işletim koşullarının belirlenmesidir. Önerilen üç-aşamalı konfigürasyon bugüne kadar çalışılmamış, özgün bir sistemdir. Bu teknolojinin geliştirilmesi için her aşama, kesikli işletilen ve(ya) ardışık-kesikli modda sürekli işletilen reaktörlerle kademeli olarak entegre edilmiştir. Üç-aşamalı konfigürasyon, sentetik atıksu ve uygulama olarak şeker fabrikası atığı / yan ürünü melas ile çalıştırılmıştır. Baskın olan popülasyon dinamiğinin belirlenmesi için moleküler analizleri de gerçekleştirilmiştir. Proje çıktıları, önerilen üç-aşamalı konfigürasyonlardan (kesikli veya ardışık-kesikli reaktör - AKR- entegrasyonlarından) elde edilen maksimum toplam (brüt) ısıl enerji değerinin 13,47- 16,11 kJ/g çKOİeklenen, H2 bazında maksimum verimin ise 9,18-10,80 mol H2/mol heksoz aralığında olduğunu göstermiştir. Bu değerler, iki-aşamalı karanlık fermantasyon + fotofermantasyon sistemlerinde bugüne kadar elde edilen en yüksek verimden (7,2 mol H2/mol heksoz) %27-50; iki-aşamalı hidrojen sistemlerinin kurulumu için ekonomik değer sınırını oluşturan 8 mol H2/mol heksoz veriminden de %14-37 fazladır. Üç-aşamalı sistem konfigürasyonları, iki-aşamalı karanlık fermantasyon + metanojenesis sistemlerinden elde edilen enerjiye (13,15-14,64 kJ/g çKOİ) benzer ölçüde enerji üretmektedir. Bulgular, üç-aşamalı konfigürasyondan elde edilen enerjinin, iki-aşamalı karanlık fermantasyon + metanojenesis sistemlerinden elde edilebilecek teorik değere oldukça yakın (%89-96) olması açısından da önemlidir. Maksimum enerji ve verim eldesi (16,11 kJ/g çKOİ ve 10,80 mol H2/mol heksoz), AKR-Karanlık fermentasyon + AKR- Metanojenesis + Kesikli fotofermantasyon entegre sisteminde sağlanmıştır. Bu projede önerilen konfigürasyonla, ülkemiz hedefleri içerisinde yer alan, yenilenebilir enerji üretimi, atıkların kontrolsüz bertarafı ve olası sera-gazı salınımının azaltımı için alternatif bir teknoloji, ve sürdürülebilir kalkınma hedefi gerçekleştirilebilmiştir. Ayrıca, yeşil teknolojinin iki xxiv önemli ham maddesi, metan ve hidrojen, aynı konfigürasyonla ve önemli bir verim eldesiyle üretilmiştir.

Suggestions

Carbon dioxide reforming of methane on Ni-based bimetallic catalyts
Ay, Hale; Üner, Deniz; Department of Chemical Engineering (2014)
Carbon dioxide reforming of methane is a promising process for the utilization of two important greenhouse gases and the production of synthesis gas with a lower H2/CO ratio which is preferred in Fischer–Tropsch synthesis. Ni catalysts have taken great interest in dry reforming of methane due to their high catalytic activity, easy availability and low cost. However, the main restriction of Ni-based catalysts is the formation of carbon which causes catalyst deactivation. The objective of this thesis was to r...
Investigation of alternative biomass fuels and Turkish lignites at high heating rate pyrolysis and combustion conditions
Magalhaes, Duarte; Kazanç Özerinç, Feyza; Yozgatlıgil, Ahmet; Department of Mechanical Engineering (2021-2-12)
The objective of this work was to investigate alternative Turkish fuels fortheir ignition, combustion, pyrolysis, and gasification behavior and to select alternative fuels for co-firing, co-pyrolysis, and co-gasification applications based on low and high heating rate experimental results. Agricultural biomass (olive residue, almond shell, and hazelnut shell)and Turkish lignites (Tunçbilek, and Soma) were chosen as the feedstocks. Severalexperimental rigs used such as thermogravi...
START-UP STRATEGIES FOR ENHANCED METHANE PRODUCTION FROM CATTLE MANURE IN BIOELECTROCHEMICAL SYSTEMS
Ghaderikia, Amin; Yılmazel, Yasemin Dilşad; Department of Environmental Engineering (2022-12-22)
Bioelectrochemical methane production, known as electromethanogenesis, provides an emerging technology for carbon recycling via the conversion of carbon dioxide to methane with the additional benefit of simultaneous organic waste reduction. Bioelectrochemical conversion reactions in an electromethanogenic microbial electrolysis cell (MEC) are catalyzed by electro-active biofilm on the electrodes; hence, biofilm formation has a key role in system performance. In this study, the objective was to evaluate the ...
Software development for analyzing fluid transients in pipelines
Habibi Topraghghaleh, Saber; Bozkuş, Zafer; Department of Civil Engineering (2020)
A computer program is developed to analyze and simulate fluid transients in hydraulic systems contributing to finding practical solutions for unsteady flow conditions in pipelines. This program is built up using C sharp programming language in the visual studio platform. In the software, the method of characteristics is used for solving the non-linear partial differential equations of the transient flow. This software’s primary purpose is to find quick solutions for a phenomenon called water hammer, which h...
Experimental and numerical investigation of an augmented spark igniter and evaluation of igniter’s effective flame length as a performance parameter
Öz, Levent Çağatay; Ulaş, Abdullah; Department of Mechanical Engineering (2019)
In the scope of this thesis, the impact of operating conditions on the performance of an augmented spark igniter in means of effective length of the flame developed by the igniter and thermal energy output of it, by using numerical and experimental techniques, is examined. The igniter uses gaseous oxygen as oxidizer and gaseous hydrogen as fuel. Tests were carried out for 3 different oxygen mass flow rate to fuel mass flow rate ratios, and at each ratio with four different total mass flow rates. Experimenta...
Citation Formats
H. T. Ergüder, İ. Eroğlu, U. Gündüz, G. E. Tunçay, C. M. Akman, and E. Koç, “Üç-aşamalı (Karanlık-fermantasyon, metanojenesis ve foto-fermantasyon) sistemlerde organik atıklardan entegre biyohidrojen ve metan üretiminin araştırılması,” 2015. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRRNE9UQXc.