Mikrobiyal Yakıt Hücresinde Bira Atıksuyunun Kullanıldığı Şartlarda Karbon Giderimi Ve Elektrik Üretimi.

Abstract

Son zamanlarda dünyada geri dönüşümü olmayan enerji kaynakları nedeniyle krizler yaşanmaktadır. Bu nedenle insanlar verimliliği yüksek enerji dönüşümleri arayışına girmiş olup alternatif enerji kaynaklarından yararlanmaya çalışıyorlar. Yakıt hücreleri bu konuda önemli araştırma konusudur. Çalışmalarda ki asıl nokta yakıt hücrelerinin maliyeti düşürmesi ve uygulama koşullarını kolaylaştırması. Son yıllarda, insanlar çözümler bulmak için mikrobiyoloji ve biyoteknolojiye yönelmişlerdir. Bu çalışma Mikrobiyal Yakıt Hücreleri(MYH) olarak bilinen çalışmalara dayanarak hazırlanmıştır. MYH gelecek nesillerin yakıt hücreleri olup alternatif yakıt olarak kullanılabilir. MYHlerin farklı yönleri olduğu gibi farklı yakıt hücreleride bulunmaktadır. Mikrobiyal yakıt hücreleri elektrik üretimi, biyohidrojen üretimi, biyosensör ve atıksu arıtımı gibi farklı amaçlarda kullanılabilir. Bu çalışmada, elektrik üretimi ve iki bölmeli mikrobiyal yakıt hücresi (MYH) kullanılarak karbon kaynağı olarak bira atık suyu ile beslenen bir atıksu içindeki kirletici maddelerin oksidasyonu incelenmiştir. Bu kapsamda, bu tez üç aşamadan oluşmaktadır. Başlangıçta aktif çamur Efes Pilsen Atıksu Arıtma Tesisinden alınmış ve sonrasında 1.5 ay boyunca laboratuvar koşullarına aklime edilmiştir. İkinci aşamada, MYH kurulum aşaması yapılmıştır. Son aşama MYH ile gerçekleştirilen deneylerden oluşmuştur. MYH deneyleri aşamasında, özel olarak yüksek hidrolik bekletme süreleri ve çamur yaşları ile Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOİ) giderimi ve elektrik üretiminde çok verimli sonuçlar elde etmenin mümkün olduğu tespit edilmiştir. MYH işletmesinde yüksek çamur konsantrasyonu incelenmiş ve sistem uçucu askıda katı madde konsantrasyonu(UAKM); 2500 mg/L ile işletilmiştir. Sistemde aynı kompozisyonda sentetik atıksu, farklı KOİ konsantrasyonlarının beslenmesi durumu incelenmiştir.Recently, the world is facing energy crisis for non-renewable resources. So people are searching for high efficient energy transformations and way to utilize the alternate energy sources. Fuel cells are an important part in the research. The main aspects of fuel cell research is to reduce the cost and simplifying implementation conditions.In recent years, people are moving towards microbiology and biotechnology to find the solution. The working is based on studies of a form of fuel cells known as Microbial Fuel Cells (MFCs). MFCs can be the next generation of fuel cell and thus play an important role in energy conservation and alternate fuel utilization. There are different aspects of Microbial fuel Cells as well as different types of fuel cells. Microbial fuel cells can be used for different purposes such as electricity generation, biohydrogen production, biosensors and waste water treatment. In this work, the production of electricity and the oxidation of the brewery wastewater as a carbon source, using a mediator-less two-compartment microbial fuel cell (MFC) has been studied. This thesis consists of three parts. At the beginning the activated sludge which was taken from Efes Pilsen Wastewater Treatment Plant has been acclimated to laboratory conditions for 1.5 months. Secondly, MFC start-up phase has been carried out. Last phase consists of experiments in MFC. During the MFC experiments, special attention has been paid in which it was found that with high hydraulic and solid retention times it is possible to obtain a very efficient process with a Chemical Oxygen Demand (COD) removal and electricity generation. MFC operation with high sludge concentration has been tested, with the system having a volatile suspended solids concentration, 2500 mg/l. Moreover, wastewater with different COD concentrations, have been used.