Rumen sıvısının aşı olarak kullanıldığı büyükbaş hayvan dışkısı İle işletilen anaerobik çürütücülerde asidifikasyon veriminin incelenmesi

Abstract

Hayvan dışkısından biyogaz geri kazanımı anaerobik çürütücülerin en önemli uygulamalarından biridir. Bu sistemlerde yüksek selüloz ve lignin içeriği , hidroliz aşamasında hız kısıtlamasına sebep olmaktadır. Hidroliz ve asidifikasyon verimlerinin artırılması, biyometan üretimini önemli ölçüde artırmaktadır. Rumen bakterilerinin yüksek selülolitik aktiviteleri, büyükbaş hayvan dışkısı gibi lignoselülozik atıkların anaerobik çürütücülerdeki arıtımında bir avantaj oluşturmaktadır. Bu çalışmada, büyükbaş hayvan midesinden alınan rumen sıvısının aşı olarak kullanıldığı büyükbaş hayvan dışkısı ile işletilen anaerobik çürütücülerde, farklı oranlarda kullanılan aşının hidroliz ve asidifikasyon verimlerine etkisinin ortaya konması amaçlanmıştır. Uçucu yağ asidi (UYA) üretiminin en yüksek olduğu optimum karıştırma oranının tespit edilmesi amacıyla, rumen sıvısı ile büyükbaş hayvan dışkısı farklı karıştırma oranlarında (%0, %10, %20, %30, %40, %50, %100) 100 mL’lik serum şişelerinde 4 paralelli olarak hazırlanmış ve 40 oC’de inkübe edilmiştir. Bununla birlikte, günlük olarak gaz ölçümleri manometre ile yapılmış, her 10 günde bir paralel şişelerden biri açılarak numune alınmış ve pH, toplam katı madde (TKM), toplam uçucu katı madde (TUKM), toplam Kjeldahl azotu (TKN) ve UYA (uçucu yağ asidi) miktarları tayin edilmiştir. Bu çalışmada en yüksek asidifikasyon verimi %40 rumen sıvısı içeren deney setinde (R5) elde edilmiştir. Deney setlerinde TUKM/TKM oranları %80-85 arasında değişirken, sadece rumen ile işletilen R7(%100) setinde bu oran %50 mertebesinde kalmıştır. En yüksek UYA üretimi 6700 mg asetik asit/L ile R5 (%40)’te elde edilmiştir. Rumen sıvısının aşı çamuru olarak kullanıldığı anaerobik sistemlerde, rumen sıvısının asidifikasyon verimi üzerine olumlu yönde etkisi olduğu görülmüştür.

Biogas production from animal manure is one of the most important applications of anaerobic digesters. High cellulose and lignin content of animal manure limit the hydrolysis phase. An enhancement in the yield of hydrolysis and acidification phases increases the biomethane production substantially. Rumen bacteria which reside in the digestive system of herbivores are indicated as an alternative solution to this case. In this study, it was aimed to investigate the effect of the rumen fluid taken from the digestive tract of cattle on the hydrolysis and acidification yields in the anaerobic digesters fed with animal manure. In order to detect the maximum volatile fatty acid production conditions, rumen fluid-cattle manure mixture were prepared at 7 different mixing ratios (0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 100 %) in 100 ml serum bottles with 4 replicates and were incubated at 40 oC. Biogas production was measured by manometer daily and samples were taken from parallel bottle every 10 days in order to measure pH, total solids (TS), total volatile solids (TVS), total Kjeldahl nitrogen (TKN) and VFA concentrations. In this study, the highest acidification rate was found in the set of R5 (included 40% of rumen fluid). In the experimental sets; TS/VS rates were found between 80-85%, but this rate was found as 50% in R7 (100%) which included only rumen fluid. Maximum VFA production was obtained in R5 (40%) as 6700 mg acetic acid/L. The results indicated that the using of rumen fluid as seed in anaerobic digesters had significant effect on acidification yield.