İleri Düzey Anaerobik Sindirime Ulaşmak İçin Termal Hidroliz Teknolojisinin Uygulanması
Giriş
Anaerobik sindirim (AD), mikroorganizmaların oksijensiz ortamda organik atıkları parçalayarak başta metan (CH4) ve karbondioksit (CO2) olmak üzere biyogaz ürettiği köklü ve yaygın bir biyolojik süreçtir. Geleneksel AD sistemleri, yavaş biyobozunma nedeniyle bazı zorluklarla karşılaşır; temel sorun, AD mekanizmalarının sınırlayıcı aşamasının katı organik atıkların hidroliz (çözünme) süreci olmasıdır.
Bu sınırlamayı aşmak ve İleri Düzey AD’ye ulaşmak için çeşitli ön işlemler denenmiştir. Bunlar arasında, organik atıkların yüksek sıcaklık ve basınca maruz bırakıldığı Termal Hidroliz (TH), teknik ve ekonomik avantajları nedeniyle tercih edilen ön işlem yöntemidir.
Geleneksel Anaerobik Sindirim
Standart AD’nin ilk aşaması, karmaşık organik maddelerin enzimler tarafından daha basit bileşiklere ayrılması olan hidrolizdir. Bu basit bileşikler, metanojen mikroorganizmaların biyogaz ürettiği sonraki aşamalara geçer. Geleneksel AD sistemlerinin performansı şu faktörlerle sınırlıdır:
* Yavaş hidroliz hızı: Karmaşık organik maddelerin başlangıç çözünmesi yavaş gerçekleşir ve bu da sindirim sisteminin genel verimliliğini sınırlar.
* Düşük biyogaz verimi: Yavaş hidroliz ve sonrasındaki metanojenik aşamalar, biyogaz verimini azaltır.
* Uzun bekletme süreleri: Geleneksel AD, atığı işlemek için uzun süreler gerektirir, bu da daha büyük ve pahalı sindirim tanklarına yol açar.
İleri Düzey Anaerobik Sindirim
Geleneksel AD’nin sınırlamalarını aşmak için TH ön işlemi uygulanabilir. Atık, sindiriciye girmeden önce genellikle 140°C ile 160°C arasında ısı ve yüksek basınca maruz bırakılır. Bu yöntem birçok avantaj sağlar:
* Gelişmiş hidroliz: TH, atığın daha hızlı ve etkin bir şekilde parçalanmasını sağlayarak organik maddenin daha hızlı dönüştürülmesini sağlar ve AD’nin genel verimliliğini artırır.
* Artan biyogaz verimi: TH, biyobozunabilir madde miktarını artırarak biyogaz verimini %30-50 oranında yükseltir.
* Daha kaliteli sindirim artığı: TH, en sıkı yönetmelikler altında bile tarımsal uygulama için uygun patojenlerden arındırılmış sindirim artığı üretir.
* Azalan biyokatı hacmi: Hidroliz edilen atığın daha iyi susuzlaştırılabilmesi sayesinde biyokatı hacmi azalır.
* Kısa Hidrolik Bekletme Süreleri (HRT) ve yüksek Organik Yükleme Oranları (OLR): Bu da daha küçük sindirim tankları kullanımıyla sermaye maliyetlerini önemli ölçüde düşürür.