Asmaz Enerji İletişim İnşaat
Ana Sayfa İletişim English

Ana Sayfa > Faaliyet Alanları > Enerji > Biyogaz Enerjisi

Biyogaz Enerjisi

BİYOGAZ NEDİR 

                       Biyogaz, hayvansal ve bitkisel atıkların oksijensiz ortamda ayrışması sonucu ortaya çıkan bir gaz karışımıdır. Bileşiminde %60–70 metan, %30–40 karbon dioksit, %0–2 hidrojen sülfür ile çok az miktarda azot ve hidrojen bulunmaktadır.
 

 

BİYOGAZ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLECEK BAZI ATIKLAR

               Hayvansal atıklar: Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların gübreleri, insan dışkısı, mezbaha atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar.

Bitkisel atıklar: İnce kıyılmış sap, saman, mısır atıkları, ağaç yaprakları, kesilmiş çimler, şeker pancarı küspesi ve yaprakları gibi bitkilerin işlenmeyen kısımları ile bitkisel ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar. 
 

 

  BİYOGAZ OLUŞUMU

 

Havyan gübresi içindeki organik maddelerin anaerobik şartlarda mikroorganizmalar vasıtasıyla sindirilerek metan üretimi 3 kademede gerçekleşmektedir.Organik maddeler anaerobik şartlarda çürüdüğü zaman reaksiyon teorik olarak aşağıdaki şekilde gerçekleşir.Bazı organik maddelerin anaerobik şartlarda çürümesi sonucu oluşan biyogaz miktarı ve metan ile karbon dioksit oranı aşağıda verilmiştir. 

        


CcHhNnSs + yH2O → xCH4 + (c-x)CO2 + nNH3 + sH2S

Organik Maddeler

Spesifik Gaz Üretimi

Gaz Oranı

Karbon hidratlar

790 lt/kg

%50 CH4 , %50  CO2                       

Lipitler

1 250 lt/kg.

%68 CH4 , %32 CO2

Proteinler

700 lt/kg.

%71 CH4 , %29 CO2

 

 

 

 

 

 




BİYOGAZ TESİSİNİN ÇALIŞMA ŞEMASI VE AÇIKLAMASI

 

Yandaki şekilde bir biyogaz santralinin işletilmesi, prosesleri hakkında detaylı               şekilde açıklama ile anlatılmaktadır. Hayvan dışkısı ve yemek atıkları alttaki fermanter tanklara gönderilmekte, bunu müteakip ayrıştırıcılar sağda görüldüğü gibi çalışmakta ve organik katı ve sıvı gübrelere ayırmaktalar ve oluşan gazda, gaz arıtma tesisine yönlendirilmek sureti ile biyogazın oluşumu tamamlanmaktadır. Daha sonra gaz elektrik motorlarına taşınarak, elektrik üretimi gerçekleştirilmekte ve daha sonra şehir elektrik şebekesine uyarlanır şekilde, trafo ile şehir elektriğine kazandırılmaktadır. Bir alt şekilde de görüldüğü gibi gene gaz arıtma tesisinden ısı üretimi için gerekli bölgeye ulaştırılmakta aynı zamanda doğalgaz ve temel yakıt olarak kullanılmaktadır. Biyogaz tesisinin doğaya en büyük katkısı olan karbon salınımınıda kesinlikle atlamamalıyız. Unutmayalım ki ne kadar az karbon o kadar çok büyüme.

 

BİOGAZ ÜRETİMİNİ ETKİLEYEN TEMEL KRİTERLER

          Biyogaz tesislerinde hayvan cinsi, sayısı ve gübre toplama tekniği biyogaz tesisinin boyutlandırılmasını etkiler.  Biyogaz tesislerinde hayvan gübreleri fermanter tanklarına yarı sıvı halde verilir. Besi maddesi için de katı madde konsantrasyonu %5-12 arasında değişir.Fermanter tanklara verilecek hayvan gübresindeki katı madde miktarı %5’den büyük olmamalıdır. %20 den fazla katı madde içeren hayvan gübresini seyreltmeden fermanter tanklara vermek sakıncalıdır. Islak hayvan gübresi hayvan cinsine bağlı olarak 1:1 veya değişik oranlarda su ile karıştırılarak fermanter tanklara verilir. Böylece gübrenin fermanter tank içinde akışkanlığı sağlanır. Tüm sistemi rahatsız etmeden günde en az bir defa besleme yapılması tavsiye edilir. Oluşan biyogaz sürekli olarak kullanılacaksa gaz depolama bölümü 24 saat biyogazı depolayacak kapasitede olmalıdır.
 

HİDROLİK BEKLEME SÜRESİ


Hidrolik bekleme süresi (HBS), gübre içindeki organik maddelerin bakteriler                tarafından çürütülmesi sonucu biyogaz üretmesi için gerekli olan süre olarak tarif edilir. Fermenter içindeki bazı organik maddeler tam olarak biyokimyasal reaksiyona girdiğinde zamanla gaz üretimi azalmaya başlar. Seçilen hidrolik bekleme süresi içinde besi maddelerinin %70-80 oranında biyokimyasal reaksiyona girerek bertaraf olduğu kabul edilir.

Biyogaz tesislerinde işletme sıcaklığına bağlı olarak hidrolik bekleme süresi (HBS) 20 ile 120 gün arasında değişir. Tropikal bölgelerde H.B.S. 40-50 gündür. Çin’in soğuk bölgelerinde bu süre takriben 100 gündür.Sürekli beslemeli sistemlerde, bakterilerin fermenterlerden kaçmasını önlemek ve bakterilerin iki katına çıkmasını temin için HBS süresi daha uzun seçilebilir.HBS süresinin düşürülmesi, çürütülecek malzemeye bağlı olarak değişir. Hayvan atıklarında HBS’ni etkileyen en önemli basamak hidroliz kademesidir.

Hayvan gübresinde bulunan organik maddelerin çürümesi;Karbonhidratlar, Yağlar, Proteinler , Hemi selüloz , Selüloz sırasıyla gerçekleşerek hızlanır. Karbon hidratlar ve yağlar daha kolay hidrolize olurken selülozlar daha zor hidrolize olurlar. Sonuç olarak domuz gübresi daha fazla yağ içerdiği için sığır gübresine göre daha kısa sürede çürür. Sığır gübresi daha fazla miktarda selüloz ve semi selüloz içerir. Mesofilik şartlarda ortalama HBS;

HAMMADDE

SÜRE

Sıvı Sığır Gübresi

12 - 30 gün

Saman Yataklı Sığır Gübresi

18 - 36 gün

Sıvı Domuz Gübresi

10 - 25 gün

Bitki ile Karıştırılmış Sığır Gübresi

50 - 80 gün

Sıvı Tavuk Gübresi

20 - 40 gün

 

Hidrolik bekleme süresi yeterli olmazsa fermanter tanklarda bakteriler daha hızlı kaçar ve uçucu yağ asidi konsantrasyonu artar. Buda biyogaz üretiminin düşmesine neden olur. Fermantasyon tam olarak gerçekleşmez. Bu problem, tarımsal biyogaz tesislerinde nadiren gerçekleşir.Fermenter sıcaklığı arttıkça hidrolik bekleme süresi düşer. Yüksek sıcaklıkta biyo kimyasal reaksiyonlar daha kısa sürede gerçekleşir. Dolayısıyla hidrolik bekleme süresini uygulanacak sıcaklığa göre seçmek gerekir.

PH DEĞERİ

Biyo karbonatlar pH’ın düşerek metanojenik mikroorganizmalar üzerine ters etki yapmasını önler. Çünkü bi karbonatlar çürüme esnasında oluşan uçucu yağ asitlerinin serbest yağ asitleri halinde değil de bağlı halde tutulacağı için pH düşürme etkisini önler.

Eğer biyo fermenterün pH’ı 6.7’nin altına düşerse, bu durum metan oluşturucu bakteriler üzerinde toksit etki yapar. Anaerobik arıtma için ideal pH aralığı 6.8-7.8 dir. pH 6.5 altına düştüğü zaman gaz üretimi tamamen düşer. pH düştüğünde bu durumdan metan oluşturucu bakteriler olumsuz etkilenir. Dolayısıyla ortamda asit oluşturucu bakteri konsantrasyonunda arıtma olur. Fermenterde yağ asidi konsantrasyonu belli değerin üzerine çıktığında metan oluşumu tamamen durur.

Bu durum özellikler aşırı organik yükleme ve sıcaklığın şok olarak düşmesinden dolayı meydana gelir. Biyo fermenterlerde pH düştüğü zaman iki yaklaşım uygulanır. Birinci yaklaşımda organik madde beslemesi kesilmelidir. Böylece ortamda metanojenik mikroorganizmaların konsantrasyonu artırılarak yağ asidi konsantrasyonu azaltılabilir. pH kabul edilebilir seviyeye yükseldikten sonra (pH=6.8 gibi) çamur beslenmesine tekrar devam edilir. İkinci yaklaşım pH’i yükseltmek ve tamponlama kapasitesini artırmak için ortama kimyasal maddeler ilave edilir. Kimyasal madde ilave etmenin en önemli avantajı pH derhal kararlı hale gelebilir.

Dengesiz populasyonlar hızlı şekilde kendisini düzeltmeye çalışırlar. Kimyasal madde olarak sönmüş kireç (kalsiyum hidroksit) ve soda (sodyum bi karbonat) çözeltileri ilave edilebilir. Her iki madde de Türkiye’de bol olarak bulunmaktadır. Sodyum bi karbonat biraz pahalıdır. Fakat kalsiyum karbonat gibi ilave bir katı madde oluşturmaz.

BİOGAZ MİKTARININ HESAPLANMASI

Anaerobik arıtmada biyogaz miktarının hesaplanması hayvan türüne, günlük olarak oluşan gübre miktarına ve gübre içindeki uçucu katı madde miktarına bağlı olarak değişir. Gübre içinde bulunan organik madde türü biyogaz oluşumunu etkiler. Organik maddenin yaklaşık olarak %50 nin biyogaza dönüşeceği kabul edilir.Biyo fermenterün gaz toplama bölümünün hacmi en az bir günlük gazı depolayacak kapasitede olmalıdır. Birim hayvan ağırlığı başına anaerobik fermenterlerde üretilen biyogaz miktarı.

Hayvan Türü Biyozgaz üretimi
İNEK 3,28 1,1
SIĞIR 2,66 1,3
DOMUZ 2,62 1,1
KÜMES HAYVANI 6,21 1,3


Az sayıda hayvanı olan bir yerleşimde günde 4 m3 biyogaz üretmek için yaklaşık olarak günlük 100 kg sığır gübresine ihtiyaç vardır. 610 kg. ağırlığında bir sığır günde yaklaşık olarak 50 kg gübre üretir. Bu kadar biyo gazı üretmek için 2 adet sığıra ihtiyaç vardır. Sığır gübresi biyo fermentere konmadan önce 1/1 oranında su ile seyreltilir. Buna göre günde biyo fermentere konması gerekli çamur miktarı 200 kg.dır. Çamurun biyo fermenterde hidrolik bekleme süresi 20 gün ise buna göre gerekli biyo fermenter hacmi 0.2*20 = 4 m3 olur. Bu hacim sadece gaz toplama bölümü hariç çamur kısmının hacmidir. Anaerobik biyofermenterlerde gaz bölümü hacmi çürüme bölümü hacmine göre belirlenebilir. Yani Vd/Vg oranı 3:1 ila 10:1 arasında alınabilir. Fiili uygulamalarda bu oran 5:1 ila 6:1 arasında alınır. Daha pratik bir ifade ile günlük olarak oluşan gazın %40-60’nı depolama kapasitesine sahip olmalıdır. Bazı biyo gaz tesislerinde biyo fermenterün hacminin %10-20’sini gaz toplama hücresi oluşturmaktadır. Buna göre biyo fermenter hacmi gaz toplama bölümü dahil 4.8 m3 olmalıdır.

 

                 Biyo karbonatlar pH’ın düşerek metanojenik mikroorganizmalar üzerine ters etki yapmasını önler. Çünkü bi karbonatlar çürüme esnasında oluşan uçucu yağ asitlerinin serbest yağ asitleri halinde değil de bağlı halde tutulacağı için pH düşürme etkisini önler.

Eğer biyo fermenterün pH’ı 6.7’nin altına düşerse, bu durum metan oluşturucu bakteriler üzerinde toksit etki yapar. Anaerobik arıtma için ideal pH aralığı 6.8-7.8 dir. pH 6.5 altına düştüğü zaman gaz üretimi tamamen düşer. pH düştüğünde bu durumdan metan oluşturucu bakteriler olumsuz etkilenir. Dolayısıyla ortamda asit oluşturucu bakteri konsantrasyonunda arıtma olur. Fermenterde yağ asidi konsantrasyonu belli değerin üzerine çıktığında metan oluşumu tamamen durur.

Bu durum özellikler aşırı organik yükleme ve sıcaklığın şok olarak düşmesinden dolayı meydana gelir. Biyo fermenterlerde pH düştüğü zaman iki yaklaşım uygulanır. Birinci yaklaşımda organik madde beslemesi kesilmelidir. Böylece ortamda metanojenik mikroorganizmaların konsantrasyonu artırılarak yağ asidi konsantrasyonu azaltılabilir. pH kabul edilebilir seviyeye yükseldikten sonra (pH=6.8 gibi) çamur beslenmesine tekrar devam edilir. İkinci yaklaşım pH’i yükseltmek ve tamponlama kapasitesini artırmak için ortama kimyasal maddeler ilave edilir. Kimyasal madde ilave etmenin en önemli avantajı pH derhal kararlı hale gelebilir.

Dengesiz populasyonlar hızlı şekilde kendisini düzeltmeye çalışırlar. Kimyasal madde olarak sönmüş kireç (kalsiyum hidroksit) ve soda (sodyum bi karbonat) çözeltileri ilave edilebilir. Her iki madde de Türkiye’de bol olarak bulunmaktadır. Sodyum bi karbonat biraz pahalıdır. Fakat kalsiyum karbonat gibi ilave bir katı madde oluşturmaz. 

BİOGAZ MİKTARININ HESAPLANMASI

Anaerobikarıtmada biyogaz miktarının hesaplanması hayvan türüne, günlük olarakoluşan gübre miktarına ve gübre içindeki uçucu katı madde miktarınabağlı olarak değişir. Gübre içinde bulunan organik madde türü biyogazoluşumunu etkiler. Organik maddenin yaklaşık olarak %50 nin biyogazadönüşeceği kabul edilir.Biyo fermenterün gaz toplama bölümünün hacmi enaz bir günlük gazı depolayacak kapasitede olmalıdır. Birim hayvanağırlığı başına anaerobik fermenterlerde üretilen biyogaz miktarı.

Hayvan Türü Biyozgaz üretimi
İNEK 3,28 1,1
SIĞIR 2,66 1,3
DOMUZ 2,62 1,1
KÜMES HAYVANI 6,21 1,3


Azsayıda hayvanı olan bir yerleşimde günde 4 m3 biyogaz üretmek içinyaklaşık olarak günlük 100 kg sığır gübresine ihtiyaç vardır. 610 kg.ağırlığında bir sığır günde yaklaşık olarak 50 kg gübre üretir. Bukadar biyo gazı üretmek için 2 adet sığıra ihtiyaç vardır. Sığırgübresi biyo fermentere konmadan önce 1/1 oranında su ile seyreltilir.Buna göre günde biyo fermentere konması gerekli çamur miktarı 200kg.dır. Çamurun biyo fermenterde hidrolik bekleme süresi 20 gün isebuna göre gerekli biyo fermenter hacmi 0.2*20 = 4 m3 olur. Bu hacimsadece gaz toplama bölümü hariç çamur kısmının hacmidir. Anaerobikbiyofermenterlerde gaz bölümü hacmi çürüme bölümü hacmine görebelirlenebilir. Yani Vd/Vg oranı 3:1 ila 10:1 arasında alınabilir.Fiili uygulamalarda bu oran 5:1 ila 6:1 arasında alınır. Daha pratikbir ifade ile günlük olarak oluşan gazın %40-60’nı depolamakapasitesine sahip olmalıdır. Bazı biyo gaz tesislerinde biyofermenterün hacminin %10-20’sini gaz toplama hücresi oluşturmaktadır.Buna göre biyo fermenter hacmi gaz toplama bölümü dahil 4.8 m3olmalıdır.

BİOGAZ MİKTARININ HESAPLANMASI

Anaerobik arıtmada biyogaz miktarının hesaplanması hayvan                 türüne, günlük olarak oluşan gübre miktarına ve gübre içindeki uçucu katı madde miktarına bağlı olarak değişir. Gübre içinde bulunan organik madde türü biyogaz oluşumunu etkiler. Organik maddenin yaklaşık olarak %50 nin biyogaza dönüşeceği kabul edilir.Biyo fermenterün gaz toplama bölümünün hacmi en az bir günlük gazı depolayacak kapasitede olmalıdır. Birim hayvan ağırlığı başına anaerobik fermenterlerde üretilen biyogaz miktarı.

Hayvan Türü Biyozgaz üretimi
İNEK 3,28 1,1
SIĞIR 2,66 1,3
DOMUZ 2,62 1,1
KÜMES HAYVANI 6,21 1,3


            Az sayıda hayvanı olan bir yerleşimde günde 4 m3 biyogaz üretmek için yaklaşık olarak günlük 100 kg sığır gübresine ihtiyaç vardır. 610 kg. ağırlığında bir sığır günde yaklaşık olarak 50 kg gübre üretir. Bu kadar biyo gazı üretmek için 2 adet sığıra ihtiyaç vardır. Sığır gübresi biyo fermentere konmadan önce 1/1 oranında su ile seyreltilir. Buna göre günde biyo fermentere konması gerekli çamur miktarı 200 kg.dır. Çamurun biyo fermenterde hidrolik bekleme süresi 20 gün ise buna göre gerekli biyo fermenter hacmi 0.2*20 = 4 m3 olur. Bu hacim sadece gaz toplama bölümü hariç çamur kısmının hacmidir. Anaerobik biyofermenterlerde gaz bölümü hacmi çürüme bölümü hacmine göre belirlenebilir. Yani Vd/Vg oranı 3:1 ila 10:1 arasında alınabilir. Fiili uygulamalarda bu oran 5:1 ila 6:1 arasında alınır. Daha pratik bir ifade ile günlük olarak oluşan gazın %40-60’nı depolama kapasitesine sahip olmalıdır. Bazı biyo gaz tesislerinde biyo fermenterün hacminin %10-20’sini gaz toplama hücresi oluşturmaktadır. Buna göre biyo fermenter hacmi gaz toplama bölümü dahil 4.8 m3 olmalıdır.