Organik atıkları gerçek kaliteli gübrelere dönüştürmeye, atıklardan elde edilecek elektrik enerjisini birkaç katına çıkarmaya hazır mısınız ?
KLASİK BİYOGAZ ÜRETİMİ ( Metan CH4 ) ;
Biyogaz terimi temel olarak organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Diğer bir ifade ile Oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi altında organik maddenin karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesidir.
Biyogaz elde edinimi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Kullanılan hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşüm sırasında fermante olarak daha yarayışlı hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda tavuk gübrelerinden de oldukça verimli biyogaz üretimi sağlanabilmektedir. Tavuk gübresinin kullanımı tarım için önemlidir. Ancak bu gübre yüksek asidik içeriği ile topraklarda direk olarak kullanılamaz. Kullanılamayan bu gübre biyogaza dönüştürüldüğünde yarayışlı bir hal almış olur. Günümüzde biyogaz üretimi çok çeşitli çaplarda; tek bir evin ısıtma ve mutfak giderlerini karşılamaktan, jeneratörlerle elektrik üretimine , büyük ölçekli elektrik santrallerine kadar yapılmaktadır.
Biyogaz üç evrede oluşur, Bunlar;
Birinci aşama atığın mikroorganizmaların salgıladıkları enzimler ile çözünür hale dönüştürülmesidir Bu aşamada polisakkaritler monosakkaritlere, proteinler peptidlere ve amino asitlere dönüşür. Bundan sonraki aşamada asit oluşturucu bakteriler devreye girerek bu maddeleri asetik asit gibi küçük yapılı maddelere dönüştürürler. Asit oluşumu üretim esnasında pH’nın düşmesine neden olabilir bu durum metan oluşumunu sağlayacak bakteriler üzerinde olumsuz etki yaratabilir. Son aşamada ise bu maddeleri metan oluşturucu bakteriler biyogaza dönüştürürler. Görüldüğü gibi biyogaz oluşumu mikrobiyolojik etmenler ile gerçekleşmekte ve doğal olarak bu mikrobiyolojik organizmaların etkileneceği her türlü koşul biyogaz üretimini de etkilemektedir.
Hidroliz aşaması: İlk aşamada mikroorganizmaların salgıladıkları selular enzimler ile çözünür halde bulunmayan maddeler çamur içerisinde çözünür hale dönüşürler. Uzun zincirli kompleks karbonhidratları, proteinleri yağları ve lipidleri kısa zincirli yapılara dönüştürürler. Bu basit organiklere dönüşüm sonucunda birinci aşama olan hidroliz tamamlanmış olur.
Asit oluşturma aşaması: Çözünür hale dönüşmüş organik maddeleri asetik asit, uçucu yağ asitleri, hidrojen ve karbondioksit gibi küçük yapılı maddelere dönüşür. Bu aşama anaerobik bakteriler ile gerçekleştirilir. Bu bakteriler metan oluşturucu bakterilere uygun ortam oluştururlar.
Metan oluşumu: Bakterilerin asetik asidi parçalayarak veya hidrojen ile karbondioksit sentezi sonucunda biyogaza dönüştürülmesi işlemdir. Metan üretimi diğer süreçlere göre daha yavaş bir süreçtir. Metan oluşumundaki etkili bakteriler çevre koşullarından oldukça fazla etkilenirler.
Biyogaz üretimi için kullanılan materyaller, hayvansal gübreler, organik atıklar ve endüstriyel atıklar olarak üç başlık altında incelenebilir. Bu bağlamda kullanılan materyaller,
Biyogaz üretimi tarımsal atıklardan yararlanılarak yapılabileceği gibi endüstriyel atıklardan yararlanılarak da yapılabilmektedir. Kentsel atıkların ayrı ayrı toplanılması ve kanalizasyon atıklarının arıtma tesislerinde toplanılmasıyla önemli ölçüde biyogaz üretim imkânı vardır. Bu çerçevede Türkiye'de İzmir Büyükşehir Belediyesi'nin Büyük Kanal Projesi çerçevesinde yaptığı bazı çalışmalar bulunmaktadır.
Biyoreaktörler ;
Biyogazın üretimi için tasarlanmış yapıların genel ismidir. Küçük hacimli ve büyük hacimli olarak ikiye ayrılabilir. Küçük hacimli reaktörler hacim olarak 3 ton a kadar olabilmektedir. Ancak yapılan araştırmalarda 10 tonun altında istenilen verimlilikte olmamaktadır. Biyoreaktörün tasarımında üretimin kesik kesik mi yoksa sürekli mi olacağı da belirleyici bir unsurdur. Dünyada biyoreaktörü ve biyogazı en çok kullanan ülke Çin dir. Bu ülkenin kendine has küçük kapasiteli reaktörleri de vardır. Son dönemlerde ucuz maliyeti nedeniyle torba tipi ya da balon tipi reaktör modelleri de yaygınlaşmaktadır. Ancak bu model reaktörlerin verimli hizmet süreleri takriben 2-3 yıl kadardır. Biyogaz üretiminde ise kullanılan en yaygın üç reaktör aşağıdaki gibidir
Çevresel Boyut
Hayvan gübresinin herhangi bir işleme tabi tutulmaksızın doğaya salıverilmesi halinde yaratmış olduğu kirlilik oldukça yüksek seviyededir. 80 inekli bir çiftlikten çıkan gübre kaynaklı oluşan CH₄ emisyonu yılda 110 ton CO₂ (sürekli yolda olan 110 aracın oluşturduğu karbon emisyonu)'e eşittir. Böyle bir çiftliğe biyogaz tesisi kurulması ile bu zarar çiftlikte kullanılabilecek bir yeşil enerjiye dönüştürülebilir
İşlenmemiş hayvan gübresinin toprağa verilmesi ile birlikte toprağın tuzluluk oranı artar, gübrenin içinde bulunan zararlılar ekilen toprağa karışır ve yeraltı sularının kirlenmesine neden olur.
Ekonomik Boyut
1MW güce sahip bir Rüzgâr tribünü yılda ortalama 3066MWh elektrik üretebilir; 1MW güce sahip bir güneş enerji santrali yalnızca ışıma saat aralığında yani yılda ortalama 2300 saat çalışarak 2300MWh elektrik üretebilir. 1MW güce sahip bir biyogaz tesisi yılda 8200 saat elektrik üretimi gerçekleştirebilir.
Elektrik üretiminin yanı sıra kojenerasyon tesisinin çalışması esnasında ortaya çıkan termal enerji birçok alanda kullanılabilir.
Fermentasyon sonrası elde edilen atık iyi bir toprak şartlandırıcısıdır, zenginleştirilerek biyogübre olarak kullanıma sunulabilir.
PEKİ NEDEN HYDROMETHAN BİYOGAS ?
Biyogas proseslerinin verimli olarak çalıştırılması bir çok zorluğu ve parametreyi de beraberinde getirmektedir. Ana hammadde olarak kullanılan organik atıkların değişkenlik arz etmesi , mevsim şartlarının ve hava sıcaklığının değişmesi , organik madde yükleme hızı , pH değeri , toksitite , C/N ( Karbon / Azot ) oranı , amonyak oluşumu vs gibi bir çok unsur atıklardan Biyogaz üretimini etkileyebilir hatta tamamen durdurabilir.
Ayrıca Fermantasyon sürelerinin çok uzun olması işlenecek atıkların kapasitesini azaltmakta ve elde edilecek METAN CH4 gazı oranını dolayısı ile Elektrik Üretimini düşürmektedir.
Fermantasyon sonucunda elde edilen organik çıktılar , çoğu zaman verimli ve kaliteli bir gübre olmaktan çok uzak kalmakta , tarım arazilerinde kullanılamamakta dolayısı ile artı bir ekonomik bir kazanç kapısını kaybetmeye ve tarım arazilerinden verimli sonuç alınmasına engel olmaktadır.
Organik atıkların BAUER proseslerinde Hidrojenasyona tabi tutulması
Yeni nesil HYDROMETHAN teknolojisi ile daha hızlı , daha çevreci , daha ekonomik Elektrik ve Isıl enerjisi üretimi ve yüksek kalitede gübre ve organik maddeler eldesi hedeflenmektedir.
