Halis DEVİREN / Cumali İLKILIÇ / Selman AYDIN
genel halde hidroliz safhası, asit üretimi safhası ve metan üretimi olmak üzere üç safhalı bir proses halinde ele alınabilir (Türker, 2008).
.jpg)
İlk safhada yüksek molekül ağırlıklı katı ve çözünmüş organik maddeler (Selüloz, Nişasta, Hemiselülöz, Yağ, Protein vb.) bakterilerin hücre dışı enzimleriyle hidrolize uğrayarak daha düşük molekül ağırlıklı organik maddelere dönüştürülmektedir. Asit üretiminin yapıldığı ikinci safha düşük molekül ağırlıklı organik maddelerin asit bakterilerince muhtelif uçucu yağ asitleri ve ardından da asetik aside dönüştürülür. Son safhada ise asit üretimi safhasında üretilen asetik asittin parçalanmasıyla veya CO2 ve H2 senteziyle CH4 metan üretimi gerçekleşmektedir (Yadava ve Hesse, 1981).
Biyogaz ağırlıklı olarak CH4 ve CO2, az miktarda H2S ve NH3 ayrıca eser miktarda H2, N2, CO, O2, aromatikler, halojenli bileşikler (klorürler, florürler vb.) ve silikonlar içermektedir. Biyogaz elde edildikten sonra enerji seyreltici olan su buharı ile de doymuş haldedir. Biyogazın ilk üretiminde birçok kimyasal bileşenler içermektedir. Bu bileşenler Tablo 1’de görüldüğü gibi, hacimsel olarak %60–%70 metan (CH4), %30-%40 karbon dioksit (CO2), %1–%2 azot (N2), amonyak (NH3) ve atık sudaki kükürt derişimine bağlı olarak hidrojen sülfür (H2S) ile hidrojen (H2) içermektedir (Painuly vd., 1995; Gustavsson, 2000). Biyogaz havadan daha hafif ve havaya göre yoğunluğu 0.94 kg/m3, oktan sayısı yaklaşık 110, yanma sıcaklığı 700 °C, alev sıcaklığı 870 °C ve ısıl değeri 5.96 kWh/m3 olan ağırlıklı olarak CH4 + CO2’ten oluşan bir gaz karışımıdır (Bayrakçeken, 1997). Gaz bileşimi sabit olmayıp ayrıca ortam sıcaklığına, su miktarına, asiditesine (pH) ve kullanılan gübrenin bileşimine göre değişmektedir (Eryılmaz, 1981).
| Tablo 1. Biyogaz bileşimi | ||
|---|---|---|
| Bileşenler | Hacimsel % | |
| Metan (CH4) | 50–80 | |
| Karbondioksit ( CO2) | 20–50 | |
| Hidrojen sülfür ( H2S ) | 0,0005–0,0002 | |
| Amonyak ( NH3) | 0,0005–0,0001 | |
| Azot ( N2) | 0–3 | |
| Hidrojen ( H2 ) | 0–5 | |
| Su (H2O) | 0–1 |
Tablo 2’de görüldüğü gibi biyogaz, arıtıldıktan ve kalitesi iyileştirildikten sonra doğalgazın yerine kullanılabilir (U.S. Department of Energy, 2002). Anaerobik fermantasyon sonucunda oluşan biyogazın içerisinde; CH4 gazından sonra, hacimsel olarak en fazla yüzdeyi CO2 oluşturmaktadır. Bu enerji seyreltici gaz üretilen biyogazın içerisinden ayrıştırıldığı takdirde, CH4 yüzdesi artacaktır ve buna bağlı olarak elde edilmiş biyogazın ısıl değeri artmış olacaktır.
| Tablo 2. Doğalgaz ve biyogaz özelliklerinin karşılaştırılması | ||
|---|---|---|
| Özellikler | Doğalgaz | Biyogaz |
| Bileşim, hacim %’si | 95–98 | 55–65 |
| Mol ağırlığı, kg/mol | 16,04 | 26,18 |
| Yoğunluk, kg/m3 | 0,82 | 1,21 |
| Isıl değer, MJ/m3 | 36,14 | 21,48 |
