SIĞIR ATIKLARININ ANAEROBİK BOZUNDURMA PERFORMASININ FAZ AYRIMI İLE GELİŞTİRİLMESİ Vedat Yılmaz 1 *, Göksel N. Demirer 2 1 Akdeniz Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü, 758 Antalya 2 Orta Doğu Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü, 6531 Ankara *İletişim kurulucak yazar vedatyilmaz@akdeniz.edu.tr, Tel: 242 316363, Faks: 242 31636 ABSTRACT This study was conducted to investigate the feasibility of a two-phase anaerobic treatment system for unscreened dairy manure. Solids/hydraulic retention time (SRT/HRT) and organic loading rate (OLR) in the hydrolytic reactor are varied in order to evaluate the effect of these factors. The results showed that an optimum HRT and OLR of 2 days and 15 g VS/L.day, respectively, yielded maximum acidification. Twophase configuration was determined more efficient than one-phase system. The biogas production in twophase system at a SRT of 1.6 days (2 days acidogenic and 8.6 days methanogenic) was calculated to be 42% higher at OLR of 3.5 g VS/L.day than that of the one-phase with SRT of 2 days. Keywords: Anaerobic digestion, dairy manure, two-phase, methane. ÖZET Bu çalışmada, elenmemiş sığır atığından iki fazlı anaerobik bozundurma (AB) ile biyogaz üretimi performansının artırılması araştırılmıştır. Öncelikle asidojenik faz bölümünde katı/hidrolik alıkonma süresi (KAS/HAS) ve organik yükleme hızının (OYH) asidifikasyon üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu reaktör için optimum KAS ve OYH sırasıyla 2 gün ve 15 g UKM/L.gün olarak seçilmiştir. İki-fazlı sistem tek-fazlı sisteme göre oldukça verimli bulunmuştur. 1.6 gün KAS (2 gün asidojenik ve 8.6 gün metanojenik) olan ikifazlı sistem 3.5 g UKM/L.gün yükleme oranında tek-fazlı sisteme göre %42 daha fazla biyogaz üretimi sağladığı hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Anaerobik bozundurma, sığır atığı, iki-faz, metan. 1. GİRİŞ Geleneksel enerji kaynaklarının hızla azalmasıyla birlikte alternatif yeni kaynakların tercihen de yenilenebilir kaynakların bulunması gerekmektedir. Hayvansal atıkları da içeren biyokütlenin AB yla kullanışlı enerji eldesi mümkündür (1). Biyogaz üretim tesisleri hayvansal atıkların çevresel zararlarını ve karbondioksit emisyonlarını azaltmada ve enerji kazanımı gibi faydaları ile etkili bir çözüm olmaktadır. Yeni reaktör dizaynları sayesinde reaktörlerin performasındaki iyileşmelerle organik maddelerin AB sı son zamanlarda daha bir önem kazanmıştır (2). Çalışmalar göstermiştir ki, doğru işletilmesi durumunda anaerobik arıtım kararlı bir işlemdir. Başarılı bir anaerobik arıtım için proses konfigürasyonu, sıcaklık, biyokütle, ph, ve besinler gibi parametreler dikkatlice incelenmelidir (3).
Hayvan atıklarının AB sı hem enerji hem de gübre değeri olması nedeniyle tercih edilir bir yöntem olmaktadır. Bu tür atıklar üzerine yapılan bilimsel çalışmalarda sıvı atıklar (toplam katı madde miktarı <1 g/l) üzerine olmuştur. Bununla birlikte dünyadaki özellikle pekçok küçük tarımsal işletmede katı atık üretilmektedir. Bozundurma işlemi tarımsal pratikler gibi oldukça basit uygulanabilir olmalıdır (4). AB işlemi iki faza ayrılabilir. İlk ya da asit fermentasyon fazda uçucu yağ asitlerinin çoğunlukta olduğu ara ürünler ortaya çıkarken, ikinci ya da metanojenik fazda ise bu ara ürünler metan ve karbondioksit gibi kalıcı ürünlere dönüşmektedir. Geleneksel AB da asidojen ve metanojen fazlar tek reaktörde gerçekleşmektedir. İki-fazlı reaktörde ise bu fazlar ayrı reaktörlerde gerçekleşerek her faz için optimum çevresel şartlar sunmaktadır (5). Özellikle yüksek katı içeriği olan (>%1) atıklar için tek fazlı sistemler etkili olamamaktadırlar. İki fazlı sistem ile asdifikasyonda yüksek katılı atıkların sıvılaşması sağlanmakta, böylece sisteme daha az sıvı eklenmesi, daha az enerji gereksinimi gibi avantajlar kazandırmaktadır. Bu çalışmada elenmemiş sığır atığının iki-fazlı anaerobik arıtımın uygulanabilirliği araştırılmıştır. Özel olarak da optimum asidifikasyon için uygun KAS ve OYH değerleri belirlenmiştir. 2. MATERYAL ve YÖNTEM Yaş sığır atığı Ankara, Gölbaşı yakınlarında bulunan özel süt üretim yerinden alınıp, 4 C de muhafaza edilmiştir. Çalışmada kullanılan sığır atığı kompozisyonu şu şekildedir; katı maddesi (KM) % 2.1±1.7, uçucu katı maddesi (UKM) % 67±4.6 (KM nin), yoğunluğu ise 142±4 g/l dir. Deneylerde kullanılmak üzere alınan bu atık belli oranlarda sulandırılarak 3.5, ve 15 g UKM/L olacak şekilde çözeltiler hazırlanmıştır. Kullanılan sığır atığının kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ile UKM arasındaki oran 1.4 bulunmuştur. Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi anaerobik aktif çamur arıtma reaktörlerinden alınan KAS 14 gün olan özümleyici aşı olarak kullanılmıştır. Reaktör sistemine alınmadan önce özümleyici aşı çöktürmeye alınmıştır. Konsantre edilmiş olan aşının askıda uçucu katı madde (AUKM) konsanstrasyonu 2393 ±3162 mg/l olarak bulunmuştur. 2.1. Reaktörlerin Kurulumu Çalışmanın ilk bölümünde maksimum asidifikasyon ve UKM azalımını sağlayacak optimum alıkonma süresi ve organik yükleme hızı araştırılmıştır. Bu amaçla, süreklikarıştırmalı-günlük beslemeli 9 çift asidojenik anaerobik reaktör işletmeye alınmıştır. Reaktörlerin toplam hacmi 25 ml dir. Günlük olarak besleme ve boşaltma yapılan sulandırılmış sığır atık miktarları Tablo 1 de verilmektedir. Geri dönüşümün olmadığı işletmede katı ve hidrolik alıkonma süreleri (KAS/HYS) birbirine eşit olmaktadır. Reaktörler başlangıçta 1 ml özümleyici aşı ile işletmeye alınmıştır. Reaktörler öncelikle N 2 /CO 2 gaz karışımından 3 dakika geçirilmişler ve dönme hızı 165 d/d olan çalkalayıcıda 35 ± 1 C de tutulmuşlardır. Belirlenen UKM miktarlarında besleme için 8 adet stok çözelti
hazırlanmıştır. Aşılar konulmuş reaktörlere ikinci gün sığır atıkları (reaktör 1-4 e 25 ml, 5-8 e 5 ml, ve 9-12 ye 8 ml) konulmaya başlanmıştır. Günlük yapılan besleme ve boşaltma miktarları Tablo 1 de görülmektedir. Tablo 1. Asidojenik reaktörlerin çalışma koşulları. Reaktör KAS (gün) OYH (g UKM/L gün) besleme/boşaltma (ml) 1 4 5 25 2 4 1 25 3 4 15 25 4 2 5 5 5 2 1 5 6 2 15 5 7 1.25 5 8 8 1.25 1 8 9 1.25 15 8 Çalışmanın ikinci bölümünde klasik tek-fazlı reaktör (R1) iki-fazlı raektör (R2) için kontrol amacıyla çalıştırılmıştır. İki-fazlı sistemde asidojenik ve metanojenik bölümleri R21 ve R22 temsil etmektedir. R1, R21, ve R22 reaktörlerinin hacimleri sırasıyla, 4, ve ml olarak belirlenmiştir. R1, R21, R22, ve toplam iki-fazlı sistemin KAS leri 2, 2, 8.6, ve 1.6 gündür. Bütün reaktörler günde bir defa beslenmişlerdir. Reaktörlerdeki gaz üretim ölçümleri su değişimi olan bir araçla yapılmıştır. Bu reaktörlerden iki set kurulmuş, biri 25 C de diğeri de 35 C (±2) de işletilmiş, ve bütün reaktörler gaz ölçümleri sonrası günde bir kez elle çalkalanmışlardır. R1, R21, ve R22 raektörleri sırasıyla, 4, ve ml özümleyici aşı ile işletmeye alınmıştır. Beslemeleri yapmak üzere iki stok çözeltisi hazırlanmıştır. Reaktörlerin performansını izlemek üzere çkoi, UKM, uçucu yağ adisi (UYA), ph, ve gaz üretimleri ölçülmüştür. 2.2 Analitik Yöntemler Herbir reaktör için ph, günlük gaz üretimi, KM, UKM, metan yüzdesi, toplam uçucu yağ asidi (TUYA), ve çkoi parametleri izlenmiştir. ph, KM, ve UKM analizleri Standart Metodlara göre yapılmıştır (6). çkoi ölçümü Hach KOİ tüpleri kullanılarak EPA onaylı yönteme göre yapılmıştır. (7). TUYA ve biyogaz kompozisyonlarının gaz kromatographi kullanılarak yapılan ölçüm şartları (8) da verildiği üzere gerçekleştirilmiştir. 3. SONUÇLAR ve TARTIŞMA Maksimum asidifikasyon ve UKM giderimini sağlamak için 9 asidojenik anaerobik reaktör 57 gün optimum KAS ve OYH nı tespit için işletilmiştir. Üç farklı OYH ında (5, 1, ve 15 g UKM/L.gün) reaktörler çalıştırılmıştır. Herbir OYH için üç farklı KAS (1.25, 2, ve 4 gün) altında reaktörler işletilmiştir (Tablo 1). İşletme parametrelerinin (ph, TUYA, UKM, toplam gaz üretimi (TGÜ), metan yüzdesi, ve çkoi) OYH ve KAS değerlerine göre değişimleri Şekil 1 de verilmektedir. Buradaki verilerde kararlı duruma geçme zamanı olarak alınan 3xKAS kadar zaman (R1-R3 için 12 gün, R4-R6 için 6 gün, ve R7-R9 için 4 gün) veri olarak değerlendirmeye alınmamıştır. Şekil 1 de görüldüğü üzere ph daki düşme herbir OYH için KAS ile ters orantılıdır. Aynı şekilde, herbir KAS için OYH artıkça ph düşmektedir. ph daki düşme eğilimi OYH nin artması ile artma yönünde olup, en düşük 5 g UKM/L.gün olan OYH için en az olmuştur.
Bununla birlikte ph nın düşüşü KAS ile de ilişkilidir. Bütün OYH ları için KAS ın 1.25 den 2 güne artması ile ph daki düşme miktarı KAS ın 2 günden 4 güne artmasındakinden fazla olmuştur. Düşük alıkonma süresi ve yüksek yükleme hızları iki-fazlı sistemlerde asidifikasyonu artırdığı bilinmektedir. Fakat Şekil 1.a da görüldüğü üzere reaktörlerde ph aralığı 6.2-6.6 arasında olup, evsel katı atıkların organik kısımlarında olduğu gibi yüksek organik içerikli maddelerin asidifikasyonunda ph azalımı düşük seviyelerde olmaktadır. MUSTAC (çok adımlı sıralı kesikli iki-fazlı anaerobik parçalanma) sisteminde yapılan çalışmada gıda atıklarından metan kazanımı çalışmalarında asidojenik fazda ph 6.5 ile 7. arasında olduğu gözlenmiştir (9). Diğer bir çalışmada katı atığın üç fazlı anaerobik parçalanmasında uygun ph 6.7 olarak bulunmuştur (1). Sebze katı atıklarının mesofilik ve termofilik şartlarda maksimum hidrolizi ve asidifikasyonu üzerine yapılan araştırmada ph 6.5 ta tutulmuştur (11). Bu çalışmada yüksek ph değerlerinin gözlenmesi ise sığır atıklarında bulunan azotlu organik bileşiklerin anaerobik parçalanması ile üretilen alkalinitenin varlığı ile açıklanabilir (12, 13). Benzer şekilde sığır atığının kendi kendine tamponlanma kapasitesi diğer asidifikasyon çalışmalarında gözlenmiştir (14, 15). 6,8 a 5 g VS/L.day 1 g VS/L.day 15 g VS/L.day 4 d ph 6,6 6,4 TGÜ (ml) 3 2 6,2 2 b 25 e TUYA (mg/l) 15 CH 4 (%) 2 15 1 5 5 6 c 5 f çkoi (mg/l) 5 4 3 2 UKM (g/l) 4 3 2 1 1 2 3 4 KAS (gün) 1 2 3 4 KAS (gün) Şekil 1. Asidifikasyon reaktörlerinde ph, TUYA, UKM, CH4 yüzdesi, biyogaz üretimi, ve çkoi değerleri. Beklenildiği üzere OYH nın artması TUYA nin artışına neden olmaktadır (Şekil 1.b). bununla birlikte KAS nin 1.25 den 2 ye artması ile oluşan TUYA miktarı KAS nin 2 den 4 e artmasından daha fazla olmaktadır. Bu TUYA üretim eğilimleri çkoi üretimleri ile örtüşmekte olup aynı şekilde KAS ve OYH nın artışı ile artmaktadır (Şekil 1.c).
KAS ve OYH nin değişimi benzer şekilde TGÜ ni etkilemekte, ve artışları ile TGÜ de artmaktadır (Şekil 1.d). Asidifikasyon aşamasında UYA ve alkolün yanısıra H 2 ve CO 2 de üretildiği oldukça iyi bilinmektedir. Fakat gaz ölçümleri beklenilmedik şekilde tüm reaktörlerde metan üretimini göstermektedir (Şekil 1.e). Biyogazdaki metan yüzdesi özellikle KAS ve OYH sırasıyla 1.25 günden ve 5 g UKM/L.gün den büyük olması durumunda %5 den %15-27 ye doğru artış göstermektedir. Yüksek organik atıklarda asidojenik koşullar için ph uygun aralıkta olurken, 1.25-4 gün aralığındaki KAS leri çok hassas olan metanojenler için tercih edilir olmamaktadır. Bu düşük KAS lerinde bile metan üretiminin görülmesinde en önemli etken yüksek katı içerikleri nedeniyle reaktörlerden yapılan boşaltmalarda homejenitenin yetersiz olması ile mikroorganizmalar uzun süreli reaktörlerde kalabilmektedir. Bunun yanı sıra gaz ölçümlerinde önemli miktarlarda azot gazı tespit edilmiştir. Beklenildiği üzere yüksek oksidayson-redüksiyon potansiyalinde denitrifikasyon baskın olabilmektedir. Asidonejik fazda denitrifikasyon gerçekleşebileşirken, aynı zamanda UYA üretimi ve nitrat uzaklaştırılması olmakta, ve bu tür bir sistem atıklardan organik karbon ve azot giderimi için uygulanabilmektedir (16, 17). Asidifikasyon fazında hidrolizin iyi olması UKM giderimini artırmaktadır. Bundan dolayı ph ve TUYA üretiminin yanı sıra yüksek katı içeriği olan sığır atığının asidifikasyonunu değerlendirmede UKM önemli bir parametredir. Reaktörlerde farklı KAS ve OYH larına göre ortalama UKM değerleri Şekil 1.e de verilmektedir. Açıkça görülmektedir ki OYH ve KAS ın artışı ile UKM birikimi olmaktadır. Fakat sürekli besleme ve boşaltma nedeniyle UKM giderimini kolaylıkla görmek mümkün olmayabilir. Bu nedenle tam karıştırmalı reaktör (TKR) sistem modeli ile kararlı durumda reaktörde UKM değişimi gözlemlenebilir. Bu TKR modelinde herbir reaktörde boşaltım ve besleme olurken sistemde bir bozulma/parçalanma olmadığı kabul edilmektedir. Böylece herbir reaktörde daha iyi bir UKM giderim karşılaştırılması teorik ve deneysel UKM konsantrasyonları karşılaştırılarak yapılabilmektedir (Tablo 2). Tablo 2. Reaktörlerin seçilen parametrelerle karşılaştırılması. Reaktör UKM giderimi (%) TUYA (mg/l) ph 1 8,4 86 6,53 2 14,5 1444 6,38 3 19,5 2236 6,29 4 399 6,54 5 8,9 476 6,42 6 14,8 13 6,24 7 412 6,57 8 4 6,52 9 2,3 647 6,45 Tablo 2 den görüldüğü üzere en düşük ph nın, ikinci en yüksek UKM giderimi, ve üçüncü en yüksek TUYA üretiminin olduğu reaktör 6 da (KAS ve OYH değerleri sırasıyla 2 gün ve 15 gukm/l gün) asidifikasyon için optimum koşulların olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde klasik tek-faz reaktör (R1) kontrol olarak işletilirken iki-fazlı reaktör sistemi (R2) incelenmiştir. Tüm reaktörler işletmeye alınmasını müteakip ilk haftada gaz üretimleri başlamıştır. Gaz hacimleri günlük olarak ölçülmüş ve sonuçları Şekil 2 de verilmektedir. R1(35), R22(35), R1(25), R22(25) reaktörlerinin ortalama biyogaz üretimleri sırasıyla 123±18, ±9, 77±7, 29±5 ml/gün olarak ölçülmüştür. Bunun yanısıra mesofilik-asidojenik reaktörde (R21(35)) kayde değer şekilde
13 ml/gün gaz üretimi gerçekleşmiştir. Şekil 2 de gaz üretiminde üç farklı eğilim olduğu görülmektedir. Bu farklılığa temelde farklı zamanlarda alınan atığın komposizyonunda oluşan farklılaşmadan kaynaklandığı düşünülmektedir. Böylece farklı atık zamanlarında farklı biyoparçalanabilirlik hızları oluşmaktadır. Diğer açıdan Şekil 2 de sıcaklığın biyogaz performasında önemli bir faktör olduğu görülmektedir. Sıcaklığın 25 C den 35 C ye çıkarılması ile %6 gaz üretiminde artış gerçekleşmektedir. Bu sonuçlar literatür ile oldukça benzerlik sunmaktadır (11, 18). 18 R1 (35) R21 (35) 16 R22 (35) Günlük gaz üretimi (ml) 14 12 8 6 4 2 12 R1 (25) R21 (25) R22 (25) Günlük gaz üretimi (ml) 8 6 4 2 5 1 15 2 Zaman (gün) Şekil 2. 25 ve 35 C de günlük gaz üretimleri. R1(35), R22(35), R1(25), R22(25) reaktörlerinin ortalama metan yüzdeleri sırasıyla 63, 65, 63, ve 43 olarak tespit edilmiştir (Şekil 3). Böylece metan üretimleri sırasıyla 221, 216, 132, ve 43 ml CH 4 /g.ukm olarak hesaplanmıştır. R22(25) dışında tüm reaktörlerde elde edilen biyogaz hızları literatürle karşılaştırlabilir düzeydedir (1, 11). Mezofilik şartlarda iki-fazlı sistemin metan üretimi (216 ml CH 4 /g.ukm) az da olsa tekfazlı sistemden (221 ml CH 4 /g UKM) düşük elde edilmiştir. Önceki literatür çalışmaları göstermiştir ki, sığır atığının metanojenik anaerobik parçalanması için sıcaklığın 35 C ve
KAS nin 2 gün olduğunda optimum verim sağlanırken, KAS nin 1 güne düşürülmesi ile önemli miktarda gaz üretiminde azalmaya neden olmaktadır (18 de verilen: Bousfield et al., 1979). Bir literatür çalışmasında, tek-fazlı klasik reaktörde elenmemiş sığır atığı 2 gün KAS nde 235 ml gaz/g.ukm üretirirken, KAS nin 1 güne düşürülmesinde ilk başlarda bir gaz üretim artışı gözlenmesine rağmen birkaç günde çok keskin bir azalma ile %9 gaz üretiminde azalma olduğu belirlenmiştir (15). Diğer bir çalışmada samanca zengin sığır atığının 2 gün KAS nde 27 ml/g.ukm değeri KAS nin 1 güne alınması durumunda 19 ml/g UKM olarak ölçülmüştür (19). 1 8 R1 (35) R21 (35) R22 (35) VS in (R1) VS in (R21) R1 (25) R21 (25) R22 (25) (a) UKM (g/l) 6 4 2 8 (b) 6 çkoi (mg/l) 4 2 2 (c) 15 TUYA (mg/l) 5 5 1 15 2 Zaman (gün) 5 1 15 2 Zaman (gün) Şekil 3. Reaktörlerdeki UKM, çkoi, ve TUYA dağılımları. Açıkça literatür çalışmalarından da görülmektedir ki KAS gaz üretimini doğrudan etkilemektedir. Basit bir mantıksal hesaplama ile hangi sistemin gaz üretiminde etkili
olduğu görülebilir. Deneysel çalışmalarda iki-fazlı sistemde metanojik fazda KAS nin 8.6 günden 2 güne çıkarılması durumunda literatür çalışmalarındaki verileri kullandığımızda 216 ml CH 4 /g.ukm yerine 37 ml CH 4 /g.ukm elde edilebilecektir (19, 2). Böylece ikifazlı sistemin (R22(35)) ürettiği gaz miktarı tek-fazlı sistemden (R1(35)) %42 fazla olacaktır. Bununla birlikte bu miktar üretilen gaza asidojenik fazda (R21(35)) oluşan gaz da R22 reaktörüne eklenmesi ile toplam olarak üretilen gaz miktarı daha fazla bir değere ulaşılmış olacaktır. Organik maddenin biyoparçalanabilirliğinin değerlendirilmesinde uçucu madde miktarı kullanılabilmektedir. Reaktörlere giren ve çıkan UKM değerleri Şekil 3a da gösterilmektedir. Özellikle mesofilik reaktörlerde çıkş UKM değerlerinin daha bir kararlı olduğu tespit edilmiştir. Bu kararlı eğilim aynı şekilde belli bir UKM gideriminin gerçekleştiğini ifade etmektedir. En fazla UKM giderimi 1. ve 1. günler arasında %35-4 ile R1(35) de olmakta iken, 1-2 günleri arasında R2(35) reaktöründe %3-35 arasında gerçekleşmektedir. R1(25) reaktöründe kararlı bir UKM giderimi gözlenmemiştir. R2(25) ve R21(35) reaktörlerinde ise UKM giderimi %2 nin altında olup gaz üretimleri ile paralellik göstermektedirler. UKM giderimleri göz önüne alındığında R22(35) reaktörünün giriş UKM konsatrasyonun R21 den gelmekte olduğu, ve buradaki %17 giderim nedeniyle 3.5 g UKM/L.gün yerine 2.9 g UKM/L.gün olarak gerçekleşmektedir. R22(25) reaktörünün performansının düşük olması ile R22(35) reaktöründen %1-5 arasında daha az bir giderim görülmektedir. R21(25) reaktöründe ise UKM giderimi hep %1 nun altında kalmıştır. UKM giderimin oranları gibi çkoi konsatrasyonları de benzerlik göstermekedir (Şekil 3.b). Biyogaz üretimi doğrudan organik maddenin parçalanmasından kaynaklı olması nedeniyle, UKM gibi KOİ de biyoparçalabilme özelliği olarak aynı şekilde değerlendirilmektedir. Dolayısyla UKM ve KOİ deki giderim eğilimleri benzeşmektedirler. Çözünmüş KOİ nin giderimi sıcaklığın azalmasıyla azalmaktadır. R1(35), R2(35), ve R1(25) deki çkoi giderimleri sırasıyla %45, 4, ve 55 olarak gerçekleşmiştir. R21(35), R21(25) ve R22(25) reaktörlerinde ise çkoi değerleri sırasıyla %65, 25, ve 35 olarak artmıştır. Bu safhada karmaşık maddelerin hidrolizi ve çözünebilirliği hız belirleyici mekanizmalar olup, R22(25) hariç diğer reaktörlerde çkoi miktarları artmıştır. Toplam uçucu yağ asitlerinin (asetik asit cinsinden) ölçülen değerleri Şekil 3.c de gösterilmektedir. Aseteik asit (Hac) miktarı UYA lerin içerisinde en fazlasını oluşturmaktadır. Yüksek dereceli yağ asitleri çok düşük konsatrasyonlarda ölçülürken, asetik asitten sonra propiyonik ve butrik asit yüksek konsantrasyonlarda görülmektedir. R21(35) ve R21(25) reakörlerinin TUYA çıkış konsantrasyonları sırasıyla %1 ve 6 artarak 17 ve 13 mg/l (Hac cinsinden) olarak ölçülmüştür. Mesofilik R22(35) reaktöründe ise TUYA konsantrasyonu 35 mg/l (Hac cinsinden) ye düşerken, düşük sıcaklıktaki reaktörde, R22(25), konsantrasyonunda beklendiği üzere değişim olmamıştır. R1(25) reaktörünün TUYA çıkış konsantrasyonu R22(25) den oldukça düşük çıkmıştır. R1(25) reaktöründe UYA tüketiminin fazla olmasına bağlı olarak gaz üretimi de iki katından fazla gerçekleşmiştir. Asetik asit UYA leri içerisnde en baskın olarak ölçülmüştür. Asidojenik aktivitenin sıcaklık ile arttığı gözlenirken, ph kontrolü ve karıştırmanın bir etkisinin olmadığı anlaşılmıştır (8).
Mesofilik şartlarda toplam UYA konsantrasyonu tek-fazlı reaktörde iki-fazlı reaktörden daha düşük elde edildiği tespit edilmiştir. Bununla birlikte R21(35) den R22(35) e daha fazla UYA transfer edilmesi nedeniyle ikinci faz reaktörde daha fazla UYA metana dönüşmektedir. Böylece iki-faz sistemin verimi tek-faz sistemden daha yüksek olduğu görülmektedir. Anaerobik bozundurma kanıtlanmış ve pekçok atık ve atıksu için uygulaması yapılmış olmasına rağmen hala dünyada enerji kaynağı olarak değerlendirilip geniş çaplı uygulamaları sınırlı kalmaktadır. Kararlılığın artırılması, alıkonma süresi azaltımı gibi pekçok açıdan iki-fazlı anaerobik bozundurma araştırmaları yapılıyor olmasına rağmen, AB altında hayvansal atıkların çalışılması ancak birkaç çalışma ile sınırlı kalmıştır. KAYNAKLAR 1. Mackie, R.I. and Bryant, M.P., (1995), Anaerobc digestion of cattle waste at mesophilic and thermophilic temperatures, App. Microbial. Biotechnol., 43: 346-35. 2. Verstraete, W. and Vandevivere, P., (1999), New and broader applications of anaerobic digestion, Environ. Sci. Technol., 28(2): 151 173. 3. Ke, S., Shi, Z. and Fang, H.H.P., 25. Applications of two-phase anaerobic degradation in industrial wastewater treatment, Int. J. Environment and Pollution, 23(1): 65 8. 4. El-mashad, H.M., Zeeman, G., Loon, W.K.P. van, Bot, G.P.A., Lettinga, G., (23), Anaerobic digestion of solid animal waste in an accumulation system at mesophilic and thermophilic conditions, start up, Water Sci. Technol., 48(4): 217-22. 5. Keshtkar, A., Meyssami, B., Abolhamd, G., Ghaforian, H., Asadi, M.K., (23), Mathematical modeling of non-ideal mixing continuous flow reactors for anaerobic digestion of cattle manure, Bioresour. Technol., 87: 113-124. 6. APHA (American Public Health Association), (1995), Standard methods for the examination of water and wastewater, 19th Ed., Washington, DC. 7. HACH, (1992), HACH Water Analysis Handbook, Loveland, HACH Company, second ed. 8. Yilmaz, V. and Demirer, G., (28), Improved anaerobic acidification of unscreened dairy manure, Environ. Eng. Sci., 25(3). 9. Han, S.K., Shin, S.H., Song, Y.C., Lee, C.Y., Kim, S.H., (22), Novel anaerobic process for the recovery of methane and compost from food waste, Water Sci. Technol., 45(1): 313-319. 1. Kubler, H., and Schertler, C., (1994), Three-phase anaerobic digestion of organic wastes, Water Sci. Technol., 3(12): 367-374. 11. Varel, V.H., Hashimoto, A.G., Chen, Y.R., (198), Effect of temperature and retention time on methane production from beef cattle waste, App. Environ. Microbiol., 4(2): 217-222. 12. Ghosh, S., (1987), Improved sludge gasification by two-phase anaerobic digestion, J. Env. Eng., 113(6): 1265-1284. 13. Wang, J.Y., Xu, H.L., Zhang, H., Tay, J.H., (23), Semi-continuous anaerobic digestion of food waste using a hybrid anaerobic solid liquid bioreactor, Water Sci. Technol., 48(4): 169 174.
14. Demirer, G.N. and Chen, S., (24), Effect of retention time and organic loading rate on anaerobic acidification and biogasification of dairy manure, J. Chemical Technol. Biotechnol., 79 (12): 1381-1387. 15. Demirer, G.N. and Chen, S., (25), Two-phase anaerobic digestion of unscreened dairy manure, Process Biochemistry, 4(11): 3542-3549. 16. Rustrian, E., Delgenes, J.P., Bernet, N., Moletta, R., (1998), Simultaneous removal of carbon, nitrogen and phosphorus from wastewater by coupling two-step anaerobic digestion with a sequencing batch reactor, J. Chem. Technol. Biotechnol., 73: 421-431 17. Vigneron V, Ponthieu M, Barina G, Audic JM, Duquennoi C, Mazéas L, Bernet N., Bouchez, T., (27), Nitrate and nitrite injection during municipal solid waste anaerobic biodegradation, Waste Manag., 27(6): 778-791. 18. Summers, R., Hobson, N., Harries, C.R., Richardson, A.J., (1987), Stirred-tank, mesophilic, anaerobic digestion of fattening-cattle wastes and of whole and separated dairy-cattle wastes Biological Wastes, 2(1): 43-62. 19. Wellinger, A., (1999), Process design of agricultural digesters. Nova Energie GmbH Elggerstrasse 36 8356 Ettenhausen, Switzerland, Erişim tarihi 12.4.27, http://homepage2.nifty.com/biogas/cnt/refdoc/whrefdoc/d14prdgn.pdf. 2. Hobson, P.N. and Wheatley, A.D., (1993), Anaerobic digestion: modern theory and practice, 256 pages. ISBN: 1851669582. Elsevier Applied Science, London.