Biodiesel Production From Scenedesmus Sp. in Synthetic Dairy Wastewater

Abstract

Biyoyakıt üretimi için alternatif bir hammadde kaynağı olarak mikroalglerin kullanılması, hızlı büyüme oranları ve biyodizel üretimi için yüksek miktarda yağ biriktirme becerileri nedeniyle son yıllarda daha fazla önem kazanmıştır. Bu çalışmada sentetik mandıra atık suyunda yetiştirilen Scenedesmus sp. mikroalg türü kullanılarak biyokütle üretimi, azot ve fosfor kullanımı, toplam yağ oranı ve biyodizel üretimine uygunluğu incelenmiştir. TAP besi ortamında büyütülen mikroalgler, %10 (v/v) oranında seyreltilmiş sentetik mandıra atıksuyunda 5 mg/L, 10 mg/L, 25 mg/L, 50 mg/L ve 100 mg/ L olmak üzere 5 farklı başlangıç NH4-N konsantrasyonunda yetiştirilmiştir. En yüksek özgül büyüme hızı, 25 mg/L başlangıç NH4-N konsantrasyonunda 0.69 1/gün ve en düşük özgül büyüme hızı ise 5 mg/L başlangıç NH4-N konsantrasyonunda 0.34 1/gün olarak hesaplanmıştır. En yüksek azot giderimi 5 mg/l başlangıç NH4-N konsantrasyonunda %100 ve en yüksek fosfor giderimi ise 100 mg/l başlangıç NH4-N konsantrasyonunda %97 olarak elde edilmiştir. En yüksek toplam yağ oranı 10 mg/L başlangıç NH4-N konsantrasyonunda %41.3 olarak ölçülmüştür. Bu şartlardaki mikroalgal biyokütleden %88.21 biyodizel dönüşümü gerçekleşmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlar, sentetik mandıra atıksularında mikroalglerin verimli bir şekilde büyütülebileceğini ve biyokütle üretim sürecinde atıksuda bulunan azotlu ve fosforlu maddelerin etkin bir şekilde giderilerek ileri atıksu arıtımı için değerlendirilebileceğini göstermiştir. Buna ek olarak elde edilen mikroalgal biyokütlenin biyodizel üretiminde hammadde olarak kullanılma potansiyelinin olduğunu ortaya koymuştur.

The use of microalgae as an alternative feedstock source for biofuel production has gained more importance in recent years due to their rapid growth rate and ability to accumulate high amounts of oil for biodiesel production. In this study, Scenedesmus sp. microalgae species grown in synthetic dairy wastewater was used to investigate biomass production, nitrogen and phosphorus utilization, total lipid content and suitability for biodiesel production. Microalgae grown in TAP medium were cultivated in 10% (v/v) diluted synthetic dairy wastewater at 5 mg/L, 10 mg/L, 25 mg/L, 50 mg/L and 100 mg/L different initial NH4-N concentrations. The highest specific growth rate was 0.69 1/day at 25 mg/L initial NH4-N concentration and the lowest specific growth rate was 0.34 1/day at 5 mg/L initial NH4-N concentration. The highest nitrogen removal was 100% at 5 mg/l initial NH4-N concentration and the highest phosphorus removal was 97% at 100 mg/l initial NH4-N concentration. The highest total oil content was measured as 41.3% at 10 mg/L initial NH4-N concentration. 88.21% biodiesel conversion was achieved from microalgal biomass under these conditions. The results obtained from this thesis study showed that microalgae can be grown efficiently in synthetic dairy wastewater and can be utilized for advanced wastewater treatment by effectively removing nitrogenous and phosphorus substances in the wastewater during the biomass production process. In addition, it has been demonstrated that the obtained microalgal biomass has the potential to be used as raw material in biodiesel production.