Karışık belediye atığından gelen ve trommel elekler vasıtası ile ayrılan biyobozunur atıklar, konveyorlar vasıtasıyla biyometanizasyon tesisi atık kabul birimine dökülecek ve buradan atık iletim hattı (kapalı boru sistemi) ile doğrudan çürütücü reaktörlere bağlanacak ve çürütücü tankların sürekli beslenmesi sağlanacaktır.
Biyobozunur maddelerin oksijensiz ortamda anaerobik mikroorganizmalarla ayrışması sırasında meydana gelen çok adımlı biyokimyasal reaksiyonlardan oluşan biyolojik sürece biyometanizasyon (anaerobik çürüme) denir. Biyometanizasyon işlemi sonucu oluşan biyogazın bileşimi aşağıda verilmiştir.
- – %50-75 Metan (CH4)
- %25-45 Karbondioksit (CO2)
- %0-2 Hidrojen sülfür (H2S)
- Az miktarda azot (N) ve hidrojen (H)
Evsel katı atıkların organik kısmı ile farklı organik atık türlerinin anaerobik çürütücülerde birlikte arıtımı sonucu entegre bir atık yönetimi sağlanabilmektedir. Bu bağlamda organik atıklardan biyogaz üretmek amacıyla biyometanizayon sistemleri, atık muhtevasındaki katı madde yüzdesine (ıslak ve kuru sistemler), kademe sayısına (tek ve çift kademeli sistemler) ve prosesin yürütüldüğü işletme sıcaklığına (sakrofilik, mezofilik ve termofilik sistemler) göre sınıflandırılmaktadır.
İş bu proje kapsamında planlanan Biyometanizasyon Tesisi, kuru tek kademeli termofilik sistem olarak tasarlanmıştır. Yapılan arge sonucunda termofilik sistemler en kararlı ve gaz verimi olarak en üst düzeydedir.
Proje konusu Biyometanizasyon Tesisine, Mekanik Ayırma Tesisinden ayrılan biyobozunur atıkların yanı sıra kodları verilen diğer biyobozunur atıklar da kabul edilebilecektir. Bu atıklar talep olması durumunda tesise kabul edileceğinden rutin bir atık alımı söz konusu olmayacaktır. Ayrıca, çürütücü reaktörlere beslenecek atığın Biyometanizasyon Tesisinde uygulanacak reçeteye uygun olarak optimum C/N oranının sağlayabilmek amacıyla kullanılacaktır. Diğer biyobozunur atıkların kapasitesi toplam biyometanizasyon kapasitesi içerisinde %20’den küçük bir paya sahip olacaktır.
Buna göre fermantasyon işleminin gerçekleştiği reaktörler içerisindeki sıcaklık, basınç, pH, katı madde içeriği, organik yükleme değerleri, alkalinite, uçucu yağ asitleri ve biyogaz üretiminin uygun donanımlar ile sürekli olarak izlenmesine olanak sağlayan takip sistemleri kurulacaktır. İstenildiği takdirde tesiste otomatik yangın algılama ve söndürme sistemi bulunacaktır. Ayrıca olası gaz kaçaklarının önlenmesi için tesise erken uyarı sistemi teşkil edilecektir.
Tesisten kaynaklanabilecek koku, toz, sızıntı suyu, gaz ve benzeri olumsuz etkileri asgari düzeye indirmek için tesis kapalı olarak inşa edilecektir.
Tesis üzerinde oluşacak yağmur suları, yıkama ve benzeri atık sulardan ayrı toplanacak olup bunun için tesiste ızgaralı oluk ve çatı sifonik sistemlerinden oluşan ayrıca bir yağmur suyu toplama hattına bağlanacaktır.
Tesiste, atıkların işlenmesi sonucunda oluşan katı ve sıvı fermente ürünün meteorolojik olaylardan etkilenmeyecek şekilde en az bir ay süreyle biriktirileceği büyüklükte kapalı ürün deposu teşkil edilecektir.
Biyometanizasyon Tesisi kapsamında;
- Fermantasyon işleminin gerçekleştiği sızdırmaz özellikte reaktör,
- Reaktör sıcaklığının izleneceği sıcaklık kontrol sistemi,
- Reaktöre beslenen atıkların, belirlenen bekleme süresi içerisinde parçalanması ve optimum düzeyde metan gazı oluşması için uygun karıştırma sistemi,
- Elde edilen gazın biriktirileceği gaz depolama birimi,
- Fermantasyon sonrasında oluşan ürünün depolanabileceği ürün depolama alanı,
- Gaz arıtma sisteminin olduğu birim,
- Olası gaz kaçaklarının önlenmesi için erken uyarı sistemi, bulunacaktır.
ANAEROBİK ÇÜRÜME KADEMELERİ
Hidroliz Oluşumu
Birinci kademede biyobozunur içindeki çözünür olmayan organik maddeler mikroorganizmaların salgıladığı ekstra selular enzimlerle çözünür hale dönüştürülür. Bakteriler; uzun zincirli kompleks karbon hidratları, proteinleri, yağları ve lipitleri kısa zincirli yapıya dönüştürürler.
Bazı lifli organik maddeler çözünür hale dönüştürülemez. Dolayısıyla bu maddeler bioreaktörde birikebilir veya reaktörden bozunmadan çıkabilir.
Su ve inorganik maddeler bioreaktörde değişmeden birikebilir veya reaktörden çıkabilir.
Sindirilmemiş organik maddeler koku problemi oluşturur.
Asit Oluşumu
Asit oluşturucu bakteriler, çözünür hale dönüşmüş organik maddeleri asetik asit başta olmak üzere uçucu yağ asitleri, hidrojen (H2 ) ve karbondioksit (CO2 ) gibi daha küçük yapılı maddelere dönüştürürler.
Bu bakteriler anaerobiktir. Asidik şartlarda büyürler. Asetik asit gibi uçucu yağ asit bakterilerinin büyümesi ve çoğalması için oksijene ve karbona ihtiyaçları vardır. Bakteriler çözeltideki bağlı haldeki oksijeni kullanarak sağlarlar. Asit oluşturucu bakteriler metan oluşturucu bakteriler için anaerobik şartlar oluştururlar.
Uçucu yağ asitlerden başka asit bakterileri organik bileşikleri daha düşük moleküllü alkollere, organik asitlere, amino asitlere, karbon dioksite, hidrojen sülfüre ve esas miktarda metana dönüştürürler. Asit üretim hızı metan üretim hızına göre daha büyüktür.
Organik madde konsantrasyonundaki ani artışlar asit üretiminin artmasına ve pH düşmesine neden olur. Buda metan bakterileri üzerinde inhibasyon etkisi yapar.
Metan Oluşumu
Metan oluşturucu bakteriler, asetik asitlerini parçalayarak ve/veya hidrojen (H2 ) ile karbon dioksit (CO2 )‘nin sentezi sonucu biyogaza dönüştürürler. Havasız şartlarda üretilen metanın yaklaşık %30’u hidrojen gazı ile karbondioksit gazından, %70’i ise asetik asit’in parçalanmasından oluşur. Tüm uçucu organik asitler ve çözünen organik bileşikler biogaza dönüşmez. Bazı organik maddeler arıtılmadan deşarj olur.
Metan üretim havasız arıtmada hız sınırlayıcı safha olarak kabul edilmektedir. Metan oluşturucu bakterilerin kullanılabilecekleri besin maddeleri oldukça sınırlı olup bunlar asetik asit, hidrojen (H2 ) ve tek karbonlu bileşiklerdir. Sulu ortamlardaki dip çamurları ve evsel çamur, çürütme tesislerindeki CH4 ’in %70’ı, asetik asitin metil grubundan, geri kalanı ise CO2 + H2 ’den üretilmektedir.
Metan oluşturucu bakteriler asidojenik ve asetojenik bakterilerin aksine çevresel şartlara karşı çok hassastırlar.