Biyogaz Nedir ? Biyogaz Nasıl Üretilir?

 

Organik bazlı atık/artıkların oksijensiz ortamda
(anaeorobik) fermantasyonu sonucu ortaya çıkan renksiz – kokusuz, havadan
hafif, parlak mavi bir alevle yanan ve bileşiminde organik maddelerin
bileşimine bağlı olarak yaklaşık; % 40-70 metan, % 30-60 karbondioksit, % 0-3
hidrojen sülfür ile çok az miktarda azot ve hidrojen bulunan gaz karışımına biyogaz denir.
Biyolojik
atıklar, gıda sanayii kaynaklı organik atıklar, mısır veya şeker pancarı gibi
enerji bitkileri ile hayvan besiciliğinde oluşan hayvansal dışkılar biyogaz
tesislerinde substrat olarak kullanılabilir.

Biyogaz Nasıl Oluşur?

Biyogaz
oluşumunda başlıca 3 evre vardır. Bunlardan ilki hidroliz evresi olup, atığın mikroorganizmaların salgıladıkları
enzimlerle çözünür hale getirilmesine denir. Bu evrede polisakkaritlar
monosakkaritlere, proteinler peptidlere ve aminoasitlere dönüşür. Sonraki aşama
olan asit oluşturmada, asit
oluşturucu maddeler devreye girerek bu maddeleri asetik asit gibi küçük yapılı
maddelere dönüştürürler. Asit oluşumu üretim esnasında pH’nın düşmesine neden
olabilir bu ise metan oluşumunu sağlayacak bakteriler üzerinde olumsuz etki
yaratabilir. Son evre yani metan oluşumunda
ise metan oluşturucu bakteriler bu maddeleri biyogaza dönüştürürler. Biyogaz
oluşumu mikrobiyolojik etkenlerle gerçekleşir ve doğal olarak bu mikrobiyolojik
organizmaların etkileneceği her türlü koşul biyogaz üretimini etkiler.
Bir
anaerobik sistemde karmaşık yapılı organik maddelerin tamamen metana
dönüşebilmesi için ortamda farklı türden ve birbirine bağımlı mikroorganizma
gruplarının bulunması gerekmektedir. Bu mikroorganizma grupları;
• Hidroliz
bakterileri,
• Asit
oluşturan bakteriler,
• Metan
oluşturan bakterilerdir.
Metan üreten
bakterilerin yaşayabileceği pH aralığı 6.5-8.0 olduğundan sistemde sürekli pH kontrolü
yapılmalı ve gerekiyorsa tampon maddeler ilave edilmelidir. Bu nedenle organik
yükleme hızının optimumda tutulması pH kontrolü açısından önem taşımaktadır. Bunlar dışında ortamda toksik ya da
inhibisyon etkisi oluşturacak maddeler istenmez. Bu maddelerin sisteme
girişleri üretimin yavaşlaması ya da tamamen durmasına yol açabilir.

Hayvansal Atıklardan Biyogaz

Hayvancılık atıklarının değerlendirilmesinde kullanılan biyogaz
teknolojisinin son yıllarda gelişmekte olan ülkelerde geniş bir kullanım alanı
bulunmaktadır. Gelişen Türkiye tarımında da gübreden faydalanma gittikçe önem
kazanmakta, bol ve kaliteli ürün gübreleme ile elde edilmektedir. Günümüze
kadar hayvan ahırlarından elde edilen taze ahır gübresi belli bir müddet açıkta
bekletilerek olgunlaşmaya bırakılır, bu nedenle gübre verimi azalırdı. Bu durum
çevre kirliliğine de sebep olmaktaydı. Günümüzde ahır gübrelerinden daha fazla yararlanabilmek
ve kayba uğramadan değerlenmesi amacıyla biyogaz tesisleri kullanılmaktadır.
Gübre ile organik maddelerin %40-80 ni atılmaktadır. Selülozla zengin
yemlemelerde ise bu oran sığırlar için 1/3 olarak gözlenmektedir. Atılan bu
gübre miktarı çok çeşitli faktörlerin etkisinde olduğundan sığırlarda hayvan
başına günde 8-40 kg arasında değişmektedir.
Gübre fermentasyonu için en uygun ısı 20-350 C arasındaki mezofilik
şartlardır. Sıcaklık düşmesi ile biyogaz verimini %50 oranında
azaltmaktadır. Fermentasyon süresi ise 40-100 gün civarında değişmektedir. Sığır,
koyun-keçi ve kanatlı hayvan gübrelerinde C/N oranı sırasıyla: 10-20, 30, 5-8
olarak bulunmuştur.Araştırmalara göre bir biyogaz ünitesinin inşası ancak günlük
20-40 kg gübre üretimi mevcut olduğu zaman anlam taşımaktadır. Buradan elde
edilecek biyogaz miktarı 4-6 kişilik bir ailenin yemek pişirmesine yetecek
düzeydedir.
 

 

Gübreden biyogaz üretimiyle sağlanan faydalar şunlardır:

Isınma,
pişirme, aydınlatma ve benzeri enerji harcamaları bakımından ucuz ve kaliteli
bir enerji kaynağı sağlanmaktadır.
Pahalı olan
petrol, odun, kömür ve elektrik enerjisinden önemli miktarda tasarruf
sağlanmaktadır.
Çevre için
zararlı mikroorganizmalar ölmekte, sinek, böcek v.b. Haşerelerin üremesi
önlenmektedir. H2 S’nin uçurulmasıyla koku da büyük ölçüde
azalmaktadır.
Fermentasyon
sonucu gübre gazının uçurulmasıyla gübrenin bitki besleme açısından değeri
artmaktadır. Normal gübre toprakta tuz bırakırken biyogaz teknolojisinden
geçirilmiş gübre tuz bırakmamaktadır.
Biyogaz
yakıldıktan sonra çevreye herhangi bir zehirli gaz yaymamakta sadece su buharı
ve karbondioksit vermektedir.

Dünyada Biyogaz Üretimi ve Kullanımı

Dünyada biyogaz üretim ve kullanımı giderek
gelişmektedir. Hayvan gübresinden elde edilen biyogazın tesis oranları dikkate
alınırsa Dünyadaki tesislerin; %80’i Çin’de %10’u Hindistan’da, Nepal ve
Tayland’ta bulunmaktadır. Avrupa’nın hayvan gübresi ile elde ettiği biyogaza ve
tesis sayısına bakılacak olursa bu noktada Almanya 2,200 tesis ile en fazla
üretim yapan ülke konumundadır.
Bu ülkeyi 70 tesis ile İtalya takip etmektedir.
Almanya’da biyogaz tesislerinin yapımı 1993 yılından itibaren artmış ve yine
aynı yıldan günümüze kadar 139 tesisten 2,200 tesise kadar artmıştır. Bir örnek
olarak Hindistan’daki tesis sayısının yıllara göre değişimi grafikteki gibidir.
Almanya’da ise bu grafik aşağıdaki gibidir:
Almanya’da geliştirilen teknoloji ile biyogaz doğalgaza
çevriliyor ve bu şehir şebekelerine veriliyor. Almanya’da şu anda biyogazın
elektrik üretimindeki payı yüzde 1,5 civarında. Yılda 5 milyar kWh elektrik
üretiliyor. 2020 yılındaki hedef, biyogazın elektrik üretimindeki payını %
17’ye, yıllık76-80 milyar kWh’a çıkarmak.
Tazemühendis Tüm yazıları

Yorum yaz

Bu yazıyla ilgili yorum yaparak görüşlerinizi belirtebilir,sorular sorabilirsiniz.

Araç çubuğuna atla