ANAEROBİK BİYOTEKNOLOJİ: TÜRKİYE
VE DÜNYA’DAKİ EĞİLİMLER
Doç. Dr. Mustafa Türker
Pak-Gıda Üretim ve Pazarlama A.Ş.
41001 Köseköy/İZMİT (e-mail: mustafat@pakmaya.com.tr) ÖZET
Anaerobik biyoteknoloji, eski bir teknoloji olmasına karşın ancak 1970’lerden sonra gittikçe yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Avrupa birliği ülkeleri ile kıyaslandığında ülkemizde bu teknolojinin pek yaygın olmadığı görülmektedir. Şimdiye kadar varsayılan olumsuz yönleri son yıllarda yapılan araştırmalar ve yüksek hızlı reaktörlerin gelişmesi ile önemli ölçüde çözülmüştür. Gıda ve tarımsal endüstrilerde yoğun olarak kullanılan bu teknoloji için Türkiye’de büyük uygulama alanı mevcuttur. Çiftlik tipi biyogaz üretimi benzer şekilde ülkemizde yeteri kadar değerlendirilememektedir ve uygulandığında büyük bir potansiyele sahiptir.
ANAHTAR KELİMELER
Anaerobik biyoteknoloji, biyogaz, atıksu, çiftlik tipi biyogaz tesisi. GİRİŞ
Endüstriyel ve evsel atıksuların arıtımında kullanılan anaerobik arıtma teknolojisi yaklaşık yüz yıl önce kullanılmaya başlanan eski bir teknolojidir (McCarthy, 1982). Atıktaki enerjinin geri kazanımına olan ilginin artması ve aerobik arıtma sırasında ortaya çıkan çamurun fazla olması ve bunun yarattığı çevre sorunları anaerobik biyoteknolojiye olan ilginin artmasına neden olmuştur. Başta tarımsal ve gıda endüstrisi atıkları olmak üzere biyolojik olarak parçalanabilir maddeler ihtiva eden karbonlu atıkların anaerobik olarak arıtılması mümkündür. Kompleks organik maddelerin anaerobik koşullarda parçalanması çok kademeli birbirini izleyen reaksiyonlar dizisi ile tanımlanabilir. Proteinler, karbonhidratlar ve lipidlerden oluşan kompleks organik maddeler anaerobik yollarla kademeli olarak parçalanır ve metana dönüşür (Gujer ve Zehnder, 1983). Geleneksel aktif çamur yöntemiyle kıyaslandığında anaerobik arıtma şu temel avantajları sağlar (Lettinga, 1995; Speece, 1996):
1. teknik olarak basit ve yatırımı düşük reaktörlerde gerçekleştirilir. 2. enerji kullanmaz, hatta biyogaz şeklinde faydalı enerji üretir.
3. yeni reaktör teknolojisi ile yüksek hidrolik yükleme ve bunun sonucu olarak daha düşük reaktör hacmi mümkün olmaktadır.
4. besin gereksinimi geleneksel aktif çamur yöntemine göre daha düşüktür; KOİ:N:P oranı 750:5:1 oranlarında tutulabilir.
5. Substratın büyük bölümü biyogaza dönüştüğünden, çamur üretimi oldukça düşüktür.
6. anaerobik reaktörlerdeki mikroorganizmalar, uzun süre karbon kaynağı beslemeden aktivitelerini koruyabilmektedirler. Bu, mevsimsel çalışan şeker, gıda, konserve gibi endüstriler için anaerobik teknolojiyi cazip kılmaktadır.
Şekil-1’de anaerobik ve aerobik arıtma sistemlerinin KOİ giderimi ve enerji açısından kıyaslanması verilmiştir. Yukarıda sayılan avantajlarını yanında anaerobik arıtmanın bazı dezavantajlarının olduğu iddia edilmiştir; tarihsel olarak anaerobik arıtmanın yavaş ve sınırlı sayıda organik atığın arıtımı için uygun olduğu kabul edilmiştir. Anaerobik arıtmanın yüksek KOİ’li atıklar için (>5 g/L) ve yüksek sıcaklıkta (yak. 35 0C) ve yüksek hidrolik bekleme sürelerinde işletilmesi gerektiği kabul edilmiştir. Oysa son yıllarda yapılan araştırmalar bu varsayımların geçersiz olduğunu göstermiştir (Stuckey, 1998). Ayrıca anaerobik sistemlere atfedilen başta H2S’ün sebep olduğu koku problemi son yıllarda geliştirilen gaz arıtma yöntemleri ile çözülmüştür (Türker, 2000a,b).
Metan, 31 m3 Havalandırma için enerji 100 kWh
KOİ KOİ KOİ 100 kg 100 kg 10 kg KOİ 10 kg KOİ KOİ 10 kg 60 kg Biyokütle Biyokütle (a) Anaerobik (b) Aerobik
Şekil-1: Anaerobik ve aerobik sistemlerin KOİ ve enerji açısından kıyaslanması (Ni vd., 1993)
REAKTÖR TEKNOLOJİSİNDEKİ GELİŞMELER
Anaerobik reaktör teknolojisindeki önemli gelişmeler ancak 1950’lerden sonra olmaya başlamıştır. 1950 öncesinde reaktörlerde mekanik karıştırma uygulanmıyordu. Daha sonra, karıştırma sisteminin uygulanmasıyla elde edilen yüksek hız, modern yüksek hızlı anaerobik sistemlerin (high rate digestion) yolunu açmıştır. Anaerobik kontak (contact) prosesi ile reaktördeki biyokütle konsantrasyonunu artırmanın önemi anlaşılınca aerobik aktif çamur sisteminden ödünç alınan sedimantasyon tankı sisteme ilave edilmiş ve sıvının hidrolik bekleme süresi önemli ölçüde azaltılmıştır. Anaerobik kontak reaktörleri için organik yükleme hızları (OLR) 1-5 kg KOİ/m3saat(gün) civarındadır (McCarthy, 1982, Nahle, 1991).
Çamuru reaktör içinde tutmanın diğer bir yolu biyokütleyi uygun bir yüzeye tutturarak veya granül oluşturarak tutuklamak ve reaktör içinde kalmasını sağlayarak sıvı alı konma süresinden bağımsız hale getirmek mümkündür. Bu şekilde kullanılan tutuklama (immobilization) yöntemleri sadece arıtma için değil diğer biyoteknolojik prosesler için yaygın olarak kullanılmaktadır (Tanaka vd., 1993). Bu kavramın uygulanmasıyla anaerobik arıtmada yüksek hızlı reaktörler geliştirilmeye başlanmıştır (Hickey vd., 1991). Anaerobik kontak reaktörlerinden sonra, aerobik sızıntılı akış reaktörleri (trickling filters) model alınarak anaerobik filtreler (AF) geliştirilmiştir. Bu, sabit film (fixed film) reaktörleri ilk kez 1970’de endüstriyel boyutta uygulanmaya başlanmış ve organik yükleme hızları (OLR) 0.2-16 kg KOİ/m3gün arasında değişmektedir (Young, 1991).
Son yirmi yılda yapılan gelişmelerden en önemlilerinden biride yukarı akışlı anaerobik çamur (upflow anaerobic sludge blanket, UASB) reaktörünün geliştirilmesidir (Lettinga vd., 1980). UASB’nin temel prensibi reaktörün altından beslenen atıksuyun reaktörün alt bölümünde granül halinde bulunan ve kolay çökebilen çamur tabakası ile temasına dayanır. Atıksu daha sonra reaktörün içindeki veya dışındaki separasyon sisteminden geçerek gaz sıvı ve katı olarak ayrılır. Biyokütle tekrar reaktörün içine döndürülürken gaz ve sıvı reaktörü terkeder. UASB reaktörlerinde mekanik karıştırma yoktur. Karışma, çamur tabakası ve atıksuyun teması ile üretilen biyogazın etkisiyle gerçekleşir. UASB reaktörleri bugün anaerobik arıtmada en yaygın olarak kullanılan reaktörlerdir. Organik yükleme hızları 5-15 kgKOİ/m3gün civarındadır. Bu reaktörün başarısı granülasyon prosesinin doğru olarak gerçekleşmesine bağlıdır. Son yıllarda granülasyon mekanizmasının anlaşılması konusunda çok çalışma yapılmıştır (Schmidt ve Ahring, 1996). Granülasyonun iyi anlaşılması sadece UASB’lerde değil akışkan yatak gibi biyokütlenin bir yüzeye tutturulduğu reaktörlerde de önemlidir (Lettinga, 1995). Lettinga ve Hulshoff Pol (1991) dünyada 1991 yılına kadar 205 adet UASB reaktörü olduğunu belirtmiştir, fakat bu rakamın 1999 yılında 750 civarında olduğu sanılmaktadır (Zoutberg ve Eker, 1999).
Yüksek hızlı anaerobik reaktörler grubundan akışkan yatak reaktörleri granül çamur kullanan sistemlerin özel bir durumudur. Akışkan yatak reaktörlerinde biyokütle bir film halinde taşıyıcının yüzeyinde tutuklanır ve burada büyür. Biyokütle ile kaplı olan taşıyıcı, reaktörün içinde atıksu ile akışkanlaştırılır. Tutuklamanın
amacı reaktör içinde yüksek biyokütle konsantrasyonları tutarak birim hacimde giderilen KOİ miktarını artırmaktır. Biyofilm oluşumu ve aşırı büyüyen biyokütlenin matristen kopması (detachment) dinamik bir olay olduğundan kontrolu zordur ve bu reaktör içinde farklı yoğunlukta tutuklanmış granüllerin oluşumuna ve yatağın katmanlaşmasına (stratification) neden olur (Shieh ve Keenan, 1986; Heijnen vd., 1989). Atıksudaki partikül madde, akışkan yatağın hidrodinamğini bozduğu için istenmemektedir. Endüstriyel boyutta 1980’lerde uygulanmaya başlanmıştır. Çeşitli şirketler ABD, Hindistan, Hollanda, Fransa ve Almanya’da akışkan yatak anaerobik arıtma sistemleri kurmuştur (Heijnen vd., 1989, 1991; Iza, 1991, Schwarz vd., 1996). Fransız Degremont firması 1986-1996 arasında 26 adet akışkan yatak tesisi kurmuştur. Organik yükleme hızlarının kararlı operasyon sırasında 60 kgKOİ/m3gün’ün üzerine çıktığını iddia etmektedirler (Holst vd., 1997). Buna karşın bazı firmalar, daha sonra akışkan yatak reaktörlerini yukarıda sayılan olumsuzluklarını önlemek için EGSB reaktörleri ile değiştirmiştir (Frankin vd., 1992; Vesprille vd., 1994).
Akışkan yatak reaktörleri ile UASB’nin avantajlarını birleştiren yeni bir reaktör tipi “Genleşmeli Granül Çamur” (Expanded Granular Sludge Bed, EGSB) olarak adlandırılan reaktördür. Bu reaktörün çalışma prensibi UASB’de olduğu gibi granül biyokütleye dayanır, fakat akışkan yatağın aksine tutuklanma için taşıyıcı kullanılmamaktadır. EGSB reaktöründe yataktaki sıvı hızı (≈10 m/h) UASB’dekinden (≈1 m/h) çok daha yüksektir. Böylece reaktörler çap ve boy olarak akışkan yatak reaktörlerine yaklaşmaktadır. Reaktör içine yerleştirlen separatör ile gaz sıvı ve biyokütle birbirinden ayrılmaktadır (Vesprille vd., 1994; Zoutberg ve Been, 1997; Zoutberg ve Eker, 1999).
UASB reaktörlerinin organik yükleme ve hidrolik kısıtlamalarını çözmek için yükseklik/çap oranı daha yüksek olan yeni bir reaktör geliştirilmiştir. “İçten Karıştırmalı” (Internal Circulation) olarak adlandırılan bu reaktör EGSB gibi UASB’nin yeni bir versiyonudur. Bu reaktör, üst üste oturmuş iki UASB’den oluşmaktadır. Reaktörün alt kompartmanında granül çamur yatağı vardır ve KOİ’nin büyük bölümü burada biyogaza dönüşür. Toplanan biyogaz, sıvı ve biyokütlenin bir bölümünü üst kompartmana sürükler ve tepedeki gaz separatöründe sıvı ve biyokütleden ayrılarak reaktörü terkeder. Atıksu ve biyokütle karışımı bir boruyla alt kompartmana yönlendirilir ve burada reaktöre giren atıksuyla karşılaşır. Hollanda’da 1990 yılında bir IC reaktörü kurulmuş ve hidrolik yükleme hızının 26 kgKOİ/m3gün’e kadar çıktığı ve hidrolik alıkonma süresinin 2.2 saat olduğu belirtilmiştir (Nyns, 1994). Driessen ve Yspert (1999), IC reaktörünün süt, patates işleyen gıda ve bira endüstrisindeki performanslarını sunmuşlar ve 200 ile 400 m3 hacmindeki reaktörlerde 35 kgKOİ/m3gün organik yükleme hızına ulaşılmış ve düşük KOİ’li atıklar için 2.6 saat bekleme süresinin mümkün olduğunu göstermişlerdir. IC’ye benzer bir reaktör Almanya’da önerilmiş kule tipi reaktörüdür (biogas tower reactor). Biyogaz kule reaktörü (BTR) moduler olarak düşünülmüşve herbir modülde gaz toplama imkanı vardır. 20 m yüksekliğinde ve 1 m çapında bir pilot tesis Hamburg’da DHW’de denemeye alınmıştır (Reinhold vd., 1996).
ANAEROBİK BİYOTEKNOLOJİNİN TÜRKİYE’DEKİ UYGULAMALARI
Anaerobik biyoteknolojinin Türkiye’deki ilk endüstriyel uygulamaları 1980’lerde ortaya çıkmaya başlamıştır. Tablo-1’de bugün itibariyle Türkiye’de mevcut anaerobik arıtma tesislerinin listesi verilmiştir. Tesislerin sektörlere göre dağılımına bakıldığında en çok uygulamanın gıda endüstrisinde olduğu görülmektedir. Gıda dışındaki uygulamalar, çöp sızıntı suyu arıtması, kimya, selüloz, kağıt ve tekstil şeklinde sıralanmaktadır. En çok tercih edilen reaktör tipi UASB reaktörüdür, fakat bununla birlikte bir adet anaerobik filtre (AF), ve iki adet kontak reaktör (ACR)’ün kullanıldığı görülmektedir. En çok tercih edilen UASB reaktörlerinin yanısıra son yıllarda bu reaktörlerin gelişmiş versiyonu olduğu iddia edilen EGSB reaktörlerinin üç adet tesiste kullanıldığı görülmektedir.
DÜNYA’DA DURUM
Avrupa ülkelerinde anaerobik reaktör sayısı her yıl hızla değişmektedir ve bütün ülkeleri kapsayan karşılaştırmalı bir analiz yapmak zordur. Avrupa birliğinde 1994 yılı itibariyle 397 endüstriyel anaerobik arıtma tesisi olduğu tesbit edilmiştir (Nyns, 1994). Bu rakamlara Türkiye’deki anaerobik arıtma tesisleri dahil edilerek kıyaslamalı analizler yapılmıştır. Ülkelere göre anaerobik arıtma tesislerinin dağılımı
Tablo-2’de gösterilmiştir. En fazla anaerobik arıtma tesisi sırasıyla, Almanya, Hollanda, Fransa ve İtalya’da bulunmaktadır. Almanya’da 1994 yılında 99 adet tesis varken bu rakamın 1999 yılında 125’e çıktığı belirtilmiştir (Austermann-Haun vd., 1999). Tablo-2’de Avrupa ve Türkiye’de birim alana ve birim nüfus başına düşen tesis sayıları verilmiştir. Avrupa’nın kuzeyindeki Hollanda, Danimarka ve Belçika gibi küçük ülkelerin bu teknolojiyi yoğun olarak kullandığı görülmektedir. Türkiye, bir milyon kişiye düşen anaerobik arıtma tesisi açısından Avrupa ülkelerinin en gerisindedir.
Tablo-1: Türkiyede anaerobik biyoteknolojinin endüstriyel uygulamaları (Öztürk vd., 1995, Modern Karton, 1996, Özel Görüşmeler)
Sektör Firma Adı Yeri Yıl Kapasite (m3) Reaktör
Tekstil Mensucat Santral Edirne 1988 UASB
Kağıt Modern Karton Çorlu 1991 9000 ACR
Kağıt Modern Karton Çorlu 2000 ? EGSB
Maya Mauri Bandırma 22000
Pakmaya İzmit 1984 13000 UASB
Pakmaya Düzce 1991 19000 UASB
Pakmaya K.Paşa 1988 UASB
Patates Uzay Gıda İzmit 1998 600 UASB
Patates Bolpat Bolu 1997 300 UASB
Süt Tek Süt Gönen 300 UASB
Süt Astosan Gönen 300 UASB
Bira Güney Biracılık Adana 1998 600 EGSB
Güney Biracılık Ankara 1994 600 UASB
Erciyes Biracılık Lüleburgaz 2000 ? EGSB
Ege Biracılık İzmir Devam ediyor
? EGSB
Alkol Tekel Çanakkale 1992
Tekel Paşabahçe 1993 140 UASB
Tekel Tekirdağ 140 UASB
Sitrik Asit Fürsan İzmit 1987 2800 ACR
Dondurma Unilever-Algıda Çorlu 1993 290 AF
Çamur Çürütme İSKİ Tuzla/İST Devam ed. 60000 Çamur Çürütme Depone İSKİ Kemerburgaz Çamur Çürütme
ASKİ Ankara ? 10000 Çamur Çürütme
Süt SEK İstanbul UASB
Sentetik Elyaf-DMT üretimi
SASA Adana 1999 2000 EGSB
Mısır Nişasta Cargill Orhangazi 1998 EGSB
Gıda Kent Gıda Gebze 2002 1000 AF
Gıda Aromsa Gebze 2000 30 UASB
Şeker Ereğli Ereğli 8000 ANAMET
Tablo-2: Avrupa’da 1994 yılı itibariyle endüstriyel anaerobik arıtma tesislerinin ülkelere göre dağılımı (Nyns, 1994) (Türkiye ile ilgili veriler Tablo-1’den alınmıştır).
adet adet/1000 km2 adet/106 kişi
Almanya 99 0.25 1.40 Hollanda 83 2.40 5.60 Fransa 55 0.11 1.00 İtalya 50 0.15 0.80 Belçika 25 0.80 2.60 İngiltere 25 0.11 0.50 İspanya 23 0.07 0.60 Danimarka 18 0.45 3.90 Türkiye 29 0.02 0.28 Portekiz 7 0.09 0.40 İrlanda 5 0.09 1.50 Yunanistan 4 0.02 0.40
Dünya’da kullanılan anaerobik arıtma tesislerinin sektörlere göre dağılımı Tablo-3’de verilmiştir. Bu dağılım Türkiye’ye benzerlikler göstermektedir. En yoğun kullanım tarım-gıda (agro-food) sektöründedir ve diğer sektörlerde kullanım daha azdır.
Tablo-3: Dünya’daki anaerobik arıtma tesislerinin sektörlere göre dağılımı (Frankin, 2001)
Uygulama Tesis
(adet)
% Gıda (bira, meyve suyu, alkol,
fermentasyon) 926 76 Kimya 63 5 Kağıt 130 11 Çöp Sızıntı Suyu 20 2 Diğer 76 6
Anaerobik arıtmada kullanılan reaktör teknolojilerinin dağılımı Tablo-4’de verilmiştir. İki ayrı kaynaktan alınan verilere göre, 1990’ların başlarına kadar en yaygın olarak kullanılan teknoloji Türkiye’de olduğu gibi UASB’dir. Bunu %24 ile anaerobik filtreler (AF) ve %14 ile anaerobik kontak reaktörleri (ACR) izlemektedir. UASB dışındaki yüksek hızlı anaerobik sistemlerin (FB, EGSB, IC, BTR gibi) toplam içindeki oranı henüz daha düşüktür. 1995’lerden sonra UASB’lerin yerini yavaş yavaş bunların daha gelişmiş versiyonu olan EGSB gibi reaktörlere bıraktıkları ve akışkan yatak gibi potansiyel olduğu düşünülen bazı reaktörlerin yavaş yavaş ortadan kaybolduğu görülmektedir.
Tablo-4: Anaerobik arıtmada reaktör kullanımında eğilimler (1Nyns, 1994, 2Frankin, 2001)
Reaktör1 % (1994 önces i) Reaktör2 % (1990-1996) % (1997-2000) UASB 53 UASB 68 34
Anaerobik Filtre 24 EGSB 8 50
Kontak 14 Lagün/kontak 12 8
Akışkan Yatak 4 Akışkan Yatak 2 1
CSTR 4 Sabit Yatak 4 3
Hibrid 1 Hibrid 1 2
Diğer 6 3
ÇİFTLİK TİPİ BİYOGAZ TESİSLERİ
Endüstriyel atıksuların anaerobik olarak arıtılmasının yanısıra, ekonomik ve çevre açısından diğer potansiyel alan, anaerobik biyoteknolojinin çiftliklerde veya köylerde kullanımıdır. Ülkemizde bu alanın, elimizde veri olmamasına rağmen çok sınırlı olduğunu düşünüyoruz. Oysa, başta Çin ve Hindistan olmak üzere dünyada pek çok ülkede çiftlik tipi biyogaz tesislerinin yaygın olarak kullanıldığı ve bu konuda araştırma ve geliştirme faaliyetlerine hız verildiği belirtilmektedir (Ni vd., 1993). Anaerobik arıtma kavramının geçmişi eski olmasına rağmen, çiftlik tipi biyogaz tesisleri dünyada 1970 li yıllardan sonra popüler olmaya başlamıştır. Özellikle 1973 petrol krizi ve Rio zirvesinden sonra Avrupa birliğinde yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi artmıştır. Elektrik fiyatlarının yüksek olması ve biyolojik tarıma ilginin artması teşvik edici unsurlardır (Wellinger, 1997; Gustavsson, 2000). Bugün Avrupa’da Almanya, Fransa, İsviçre ve Danimarka gibi ülkelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Substrat olarak hayvan gübresi tek başına veya çiftlikte bulunan diğer organik atıklarla karıştırılarak kullanılabilir. Biyogaz üretiminden sonra geriye kalan sıvı-katı kısım gübre olarak değerlendirilmektedir. Tablo-5’de, çiftlikte hayvan gübresi ile karıştırılabilecek tarımsal atıklar ve bunların biyogaz üretim kapasiteleri verilmiştir (Wellinger, 1997).
Tablo-5: Bazı tarımsal atıkların biyogaz değerleri (Wellinger, 1997)
Substrat Gaz Verimi
(m3/kgVS))
Çimen 0.6-0.7
Patates yaprakları 0.45-0.55
Pancar kamışı yaprakları 0.56
Saman 0.25-0.35
Değişik ağaç yaprakları 0.35-0.66
Avantajları:
1. Ekonomik kazanç sağlar.
2. Gübre kullanımı iyileşir, gaz üretiminden sonra elde edilen gübre daha kolay kullanılabilir gübredir. 3. Sera gazları azaltılır. Metan en kötü sera gazlarından biridir. Anadoluda aynı işlem açıkta yapılır ve
açığa çıkan metan atmosfere yayılır. Oysa biyogaz tesislerinde elde edilen metan yakılır.
4. Ucuz ve çevreci atık çevrimi sağlar. Evlerde çıkan diğer katı evsel atıklar hayvan gübresiyle birlikte biyogaz üretiminde kullanılabilir.
5. Daha sağlıklı, hijyenik yaşam alanlarının yaratılmasını sağlar.
6. Ülkemizde hayvancılığın gelişmesine teşvik edici unsur olacaktır. Dolayısıyla suni gübreye bağımlılığı azaltarak sürdürülebilir kalkınmaya katkıda bulunur. Ayrıca ülkemizin dışarıya olan enerji bağımlılığını azaltır.
Danimarka, hayvan gübresini diğer organik atıklarla karıştırarak biyogaz üretiminde kullanan en başarılı ülkelerden biridir. Diğer ülkelerdekinin aksine Danimarka merkezi biyogaz tesisleri kurarak çiftliklerden toplanan atıkları merkezi biyogaz tesislerinde gaz üretiminde kullandıktan sonra, gazı merkezi doğal gaz şebekesine vermekte ve çıkan gübreyi tekrar çiftçilere dağıtmaktadır (Danish Energy Agency, 1995). Tesisler 1000-15000 m3/gün biyogaz üretecek kapasitededir. 1997 yılı itibariyle 20 merkezi biyogaz tesisinin olduğu, ve 2020’de ise bu rakamın 10 katına çıkacağı iddia edilmiştir (Tafdrup, 1997). Avrupa birliğinde 1988 yılı itibariyle 750 civarında biyogaz tesisinin olduğu belirtilmiştir. En başta İtalya olmak üzere (130 tesis), Almanya (120), Fransa (120), Hollanda (60) ve Belçika, İngiltere ve İsveç (50 şer tesis) ile sıralanmaktadır (Pauss vd., 1993). Bu sayılar gittikçe artmaktadır ve sadece Almanya’da bu rakamın 1997’de 400’ün üzerine çıktığı belirtilmiştir (Wellinger, 1997). Gelişmekte olan ülkelerde benzer durumlar vardır. Tablo-6’de gelişmekte olan ülkelere ait sayılar verilmiştir.
Tablo-6: Gelişmekte olan ülkeler veya kıtalarda biyogaz tesisleri (Ni vd., 1993)
Ülke veya Kıta Adet
Çin 4.700.000
Hindistan 1.200.000 (2.500.000**)
Asya * 11.989
Güney Amerika 9567
Afrika 1060
*Hindistan ve Çin dışındaki güney asya ülkeleri **1997 deki adet (Gustavsson, 2000)
Güney Amerika’da çiftlik tipi biyogaz tesislerinin en yoğun olarak kullanıldığı ülke Brezilya’dır. Güney Amerika’da bulunan toplam 9567 tesisin 8300’ünün Brezilya’da olduğu belirtilmiştir (Ni vd., 1993).
SONUÇ
Yukarıda yapılan değerlendirmeler ışığında Türkiye’de anaerobik biyoteknolojinin hem endüstriyel atıksuların arıtımında hem de çiftlik tipi biyogaz üretiminde yeteri kadar değerlendirilmediği açıkça görülmektedir. Atıkların yok edilmesi gereken maddeler olarak düşünmek yerine hammadde olarak ele alınması daha anlamlıdır. Anaerobik arıtmada hala potansiyel araştırma alanları mevcuttur. Genel olarak sülfatlı atıklardan ortaya çıkan H2S ve koku problemleri büyük ölçüde çözülmüş, gerekli teknolojiler mevcuttur. Fakat açığa çıkan azotun değerlendirilmesi, geri kazanılması veya atmosferik azota
dönüştürülmesi konusunda maliyet düşürücü araştırmalar gereklidir. Çiftlik tipi biyogaz tesisleri ülkemiz için büyük önem taşımaktadır. Bu, enerjide dışa bağımlılığın azaltılmasına, hayvancılığın teşvik edilmesine, daha yaşanılır mekanların yaratılmasına katkıda bulunacaktır. Bu konuda uygulamaya dönük araştırma geliştirme faaliyetlerine önem verilmelidir. Devletin, yenilenebilir enerji kaynaklarını kullananlara teşvik veya vergi indirimi kolaylıkları sağlaması ve özendirici olması gerekir. Bu, aynı zamanda istihdamın artmasına katkıda bulunacaktır. Arıtma tesislerinden çıkan suyun ve içerdiği besin maddelerinin tarımsal sulamada değerlendirilmesi, gittikçe ısınan ve su kaynakları azalan dünyada çok büyük önem arzetmektedir.
KAYNAKLAR
Nyns, EJ., 1994. A guide to successful implementation of biomethanation technologies in the European Union. Zoutberg, GR., Eker, Z., 1999. Anaerobic treatment of potato processing wastewater,Wat. Sci. Tech., 40, 1, 297-304.
Lettinga, G., vd., 1980., Use of the upflow sludge blunket reactor concept for biological wastewater treatment, especially for anaerobic treatment, Biotech. Bioeng., 22, 699-734.
Öztürk, İ., Çiftçi, T., Tolay, M., 1995., Application of anaerobic waste treatment technology for the food industry effluents, 5th Int. Symp. On Food Industry, 23-28 Nisan, Kuşadası, Türkiye.
Gujer, W., Zehnder, AJB., 1983., Conversion process in anaerobic wastewater treatment, Wat. Sci. Tech., 15, 127-167. Iza, J., 1991., Fluidized bed reactors for anaerobic waste water treatment, Wat. Sci. Tech., 24, 8, 109-132.
Young, JC., 1991., Factors affecting the design and performance of upflow anaerobic filter, Wat. Sci. Tech., 24, 8, 133-155. Nahle, C., 1991., The contact process for the anaerobic treatment of waste water: technology, desing and experience, Wat. Sci. Tech., 24, 8, 179-191.
Hickey, RF., Wu, WM., Veiga, MC, Jones, R., 1991., Startup, operation, monitoring and control of high rate anaerobic treatment systems, Wat. Sci. Tech., 24, 8, 2207-255.
Holst, TC., Truc, A., Pujol, R., 1997., Anaerobic fluidized beds: ten years of industrial experience, Wat. Sci. Tech., 36, 6-7, 415-422.
Heijnen, JJ., Mulder, A., Enger, W., Hoeks, F., 1989., Review on the application of anaerobic fluidized bed reactors in waste water treatment, Chem. Eng., J., 41, 37-50.
Schmidt, JE., Ahring, BK., 1996., Granular sludge formation in upflow anaerobic sludge blanket reactors, Biotech. Bioeng., 49, 229-246.
McCarthy, PL., 1982., One hundred years of anaerobic digestion, Anaerobic Digestion 1981, Hughes vd. (eds.).
Stuckey, DC., 1998., The role of anaerobic digestion in the treatment of domestic and industrial wastewaters; present perceptions and fuure prospects, Technik Anaerober Prozesse, TUH, 7-9 Ekim, Almanya.
Vesprille, AI., Frankin, RJ., Zoutberg, GR., 1994., Biobed, a successful cross breed between UASB and fluidized bed, 7th Int. Symp. On Anaerobic Digestion, RSA, 587-590.
Lettinga, G., 1995., Anaerobic digestion and wastewater treatment systems, Antonie von Leeuwenhoek, 67, 3-28.
Reinhold, G., Merrath, S., Lennemann, F., Markl, H., 1996., Modelling the hydrodynamic and liquid mixing behavior of a biogas tower reactor, Chem. Eng. Sci., 51, 17, 4065-4073.
Heijnen, JJ., Mulder, A., Weltevrede, R., Hols, J., van Leeuwen, HLJM., 1991., Large scale anaerobic aerobic treatment of complex industrial wastewaters using biofilm reactors, Wat. Sci. Tech., 23, 1427-1436.
Zoutberg, GR., de Been, P., 1997., Biobed EGSB system covers shortcomings of the upflow anaerobic sludge blanket reactorin the chemical industry, Wat. Sci. Tech., 35, 10, 183-188.
Modern Karton San. AŞ., 1996., Çevre kirliliği, alınan önlemler ve sorunlar bakımından kağıt sanayimizin durumu, Selüloz ve Kağıt Sanayi Vakfı 36. Teknik Toplantısı, 28-29 Haziran.
Frankin, RJ., Koevoets, WAA., van Gils, WMA., van der Pas, A., 1992., Application of the biobed upflow fluidized bed process for anaerobic waste water treatment, Wat. Sci. Tech., 25, 7, 373-382.
Speece, RE., 1996., Anaerobic Biotechnology for Industrial Waste Water Treatment, Archae Press.
Tanaka, A., Tosa, T., Kobayshi, T. (eds.), 1993., Industrial Application of Immobilized Biocatalyst, Marcel Dekker.
Lettinga, G., Hulshoff Pol, LA., 1991., UASB process design for various type of waste waters, Wat. Sci. Tech.,24, 8, 87-107. Austermann-Haun, U., Meyer, H., Seyfrid, CF., Rosenwinkel, KH, 1999.,Full scale experiences with anaerobic aerobic treatment plants in the food and beverage industry, Wat. Sci. Tech., 40, 1, 305-312.
Shieh, WK., Keenan, JD., 1986., Fluidized bed biofilm reactors for waste water treatment, Adv. Biochem. Eng., 33, 132-169. Türker, M., 2000a., Hidrojen sülfür içeren gazların arıtılması:1-fizikokimyasal yöntemler, Su Kirliliği ve Kontrolu Dergisi, 10, 1, 15-26.
Türker, M., 2000b., Hidrojen sülfür içeren gazların arıtılması:2-biyoteknolojik yöntemler, Su Kirliliği ve Kontrolu Dergisi, 10, 1, 27-45.
Driessen, W., Yspeert, P., 1999., Anaerobic treatment of low, medium and high strenght effluent in the agro-industry, Wat. Sci. Tech., 40, 8, 221-228.
Schwarz, A., Yahyavi, B., Mösche, M., Burkhardt, C., Jördening, HJ., Buchholz, K., Reuss, M., 1996., Mathematical Modelling for supporting scale up of an anaerobic wastewater treatment in a fluidized bed reactors, Wat. Sci. Tech., 35, 5-6, 501-508. Frankin, RJ., 2001., Full scale experiences with anaerobic treatment of industrial wastewater, Wat. Sci. Tech., 44, 8, 1-6.
Wellinger, A., 1997., Farm scale biogas concenpts, Europe, Proceedings of The Future of Biogas in Europe içinde, Danimarka, 1997.
Tafdrup, S., 1997., Centralized co-digestion and efficient nutrient recycling, Europe, Proceedings of The Future of Biogas in Europe içinde, Danimarka, 1997.
Gustavsson, M., 2000., Biogas technology-solution in search of its problems, Lic. Tezi, Göteborg Üniversitesi, İsveç.
Pauss, A., Nyns, EJ., 1993, Past, present and future trends in anaerobic digestion applications, Biomass and Bioenergy, 4, 4, 263-270.
Ni, JQ., Naveau, H., Nyns, EJ., 1993., Biogas: explotation of a renewable energy in Latin Amarica, Renewable Energy, 3, 6-7, 763-779.
