Biyokütle Taban Külünden Potasyum ve Fosfor Geri Kazanımı

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Burcu Yıldızbaş

Danışman: Ayla Uysal

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Biyokütle enerji santrallerinde, enerji kaynağı olarak biyokütle kullanılmaktadır. Bununla birlikte, yanma sonrası kalan fosfor (P) ve potasyum (K) gibi besin maddeleri içeren biyokütle taban külleri, değerlendirilmek yerine atılmaktadır. Biyokütle küllerindeki yüksek alkalinite ve ağır metal içerikleri, doğrudan tarım arazisi uygulamasını kısıtlayabilmektedir. Bu nedenle, biyokütle küllerinden P ve K geri kazanımı günümüzde önem arz eden bir konudur. Bu çalışmada biyokütle taban külünün kimyasal karakteristiği, element içeriği ve mineral yapısı belirlenmiştir. Asit ekstraksiyonu ve K-strüvit çöktürmesi ile biyokütle taban külünden P ve K geri kazanımı araştırılmıştır. Sülfürik asit (H2SO4) biyokütle taban külünden P, K ve diğer elementleri ekstrakte etmek için kullanılmıştır. Biyokütle taban külünün ekstraksiyonu üzerine deneysel şartların etkisi (H2SO4 konsantrasyonu, sıcaklık ve sıvı/katı oranı) Box–Behnken deney tasarımı ile belirlenmiştir. P ve K salınımları için optimum deney koşulları H2SO4 konsantrasyonu 0,6 M, sıcaklık 25 °C ve sıvı/katı oranı 8/1 mL/g olduğunda elde edilmiştir. Optimum koşullar altında P ve K salımları sırasıyla 2720 mg/L ve 7462 mg/L olmuştur. Bu optimum koşullarda elde edilen ekstrat sıvısından K ve P geri kazanımı için Mg:K:P molar oranı 1:1:1 durumunda K-strüvit çöktürmesi gerçekleştirilmiştir. Geri kazanılan çökeltilerin kristal yapıları, X-ışını toz difraktometresi ile (XRD) analiz edilmiştir. XRD sonuçları, pH 9, 10 ve 11'de kurutulmuş çökeltilerin ana kristal formlarında K-strüvit (MgKPO4.6H2O) ve hazenit (KNaMg2(PO4)2.14H2O) oluşumunu göstermiştir. Hazenit de strüvit grubunun bir üyesidir. K-strüvit çöktürmesi ile ekstrat sıvısından PO4-P giderim verimleri pH 9, 10 ve 11 değerlerinde sırasıyla %98,67, %98,70 ve %77,88 olarak elde edilmiştir. Bu çalışma, asit ekstraksiyonu ve K-strüvit çöktürmesi ile biyokütle taban külünden K ve P geri kazanımının mümkün olabildiğini göstermiştir.