PROF. DR. AHMET DEMİR

Ayrı toplamanın kompostlaştırma üzerindeki etkisi

Bu çalışmada İstanbul’da günde ortalama 14.000 ton üretilen evsel katı atıkların karışık halde ve yalnız organik kısımlarının kompostlaştırılması karşılaştırmalı olarak ele alınarak ayrı toplamanın kompostlaştırma üzerindeki etkisi araştırılmıştır. RO; Evsel katı atıkların organik kısımlarının kompostlaştırıldığı reaktörü ve RK karışık evsel katı atıkların kompostlaştırıldığı reaktörü temsil etmektedir. Reaktörlere beslenen atıklar İ.B.B Geri Kazanım ve Kompost Tesisi’nden temin edilmiştir. Kompostlaştırma işlemi 8 haftada tamamlanmıştır. Prosesin başlangıcında pH, iletkenlik, su muhtevası, organik madde muhtevası, Toplam Kjeldahl ve amonyum azotu, ağır metal içeriği, KOİ ve C/N; Alınan haftalık numunelerde pH, iletkenlik, su muhtevası, organik madde, KOİ; Proseste oluşan sızıntı sularında pH, elektik iletkenliği ve KOİ; Proses sonunda elde edilen karışık ve elenmiş üründe (ince kompost) ürün kalitesinin belirlenmesi amacıyla pH, iletkenlik, su muhtevası, organik madde, Toplam Kjeldahl ve amonyum azotu, ağır metal, KOİ, C/N, fitotoksisite analizleri ile yabancı madde karakterizasyonu ve Salmonella Tayini yapılmıştır. RO ve RK reaktörlerinden elde edilen ürünlerin pH değerleri sırasıyla 7.83 ve 7.85; Su muhtevası %20 ve %33; organik madde muhtevası %26 ve %21; TKN 7900 (mg/kg) ve 5000 (mg/kg); NH3-N 59 (mg/kg) ve 62 (mg/kg); C/N değerleri ise 12 ve 15 olarak ölçülmüştür. Reaktörlerden elde edilen kompost numulerinin ağır metal değerleri RO ve RK için sırasıyla Mn 453; 572 mg/kg; Cu 155; 128 mg/kg; Zn 567; 352 mg/kg; B 48; 53 mg/kg; Cd 0.83; 1.36 mg/kg; Pb 84; 634 mg/kg; Ni 105; 96 mg/kg; Cr 222; 99 mg/kg; Co 10; 99 mg/kg olarak ölçülmüştür. Yapılan fitotoksisite testlerinde RO’nun %25’lik ve %50’lik karışımlarında bitkiye uygunluk değerleri %92 ve %86; RK’nın %25’lik ve %50’lik karışımlarında bitkiye uygunluk değerleri ise sırasıyla %90 ve %84 olduğu ve her iki reaktörden elde edilen ürünün toksik olmayan sınıfında olduğu görülmüştür. Her iki reaktörden elde edilen kompost numunelerinde Salmonella sp.’ye rastlanılmamış, numunelerin hijyen şartlarını sağladığı tesbit edilmiştir. Katı atıkların ayrı toplanarak kompostlaştırılması daha nitelikli ürün elde edilmesi bakımından ve kompostlaştırma tesislerine karışık halde gelen katı atıkların ayrılması için harcanan zaman, iş gücü ve paradan tasarruf edilecek olması bakımından oldukça önemlidir. Anahtar Kelimeler: Katı atık, kaynağında ayırma, kompostlaştırma, kompost kalitesi

Katı atık depo sahalarının geçirimsiz taban sistemlerinden kirletici geçişinin incelenmesi ve taban sistemlerinin rehabilitasyonu

Bu çalışma kapsamında, katı atık düzenli depo sahalarında oluşan sızıntı suyunda bulunan organik (fenol ve fenol bileşikleri) ve inorganik bileşenlerin (ağır metaller) depo sahası taban geçirimsizlik sistemlerinden geçişi, laboratuarda kurulan ve düzenli depo sahalarını simüle eden dört adet reaktörle incelenmiştir. Farklı taban malzemeleri kullanılan 4 reaktörün tabanları; ? R1; Kil tabakası (10 cm + 10 cm, k=10-8 m/sn) ? R2; Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm + 10 cm, k=10-8 m/sn) ? R3; Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) + bentonit tabakası (2 cm)+ sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) ? R4; Geomembran (2 mm HDPE) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) + zeolit tabakası (2 cm) + sıkıştırılmış kil tabakası (10 cm, k=10-8 m/sn) şeklinde teşkil edilmiştir. Reaktörlere, İstanbul kentsel katı atıklarını temsil edecek şekilde atıklar yerleştirilmiştir. Oluşan sızıntı suyunda ve reaktörlerin tabanında yer alan ve yer altı sularını temsil eden distile sularda konvansiyonel ve toksik bileşenler izlenmiştir. Reaktörler, biyoreaktör depo sahalarını temsil etmesi bakımından sızıntı suyu geri devirli olarak işletilmiştir. Sızıntı suyu ve distile su fenol ve fenol bileşikleri analizleri Gaz Kromatograf (FID Dedektör) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sızıntı suyu Gaz Kromatograf’a enjekte edilmeden önce bünyesindeki fenollü kirleticiler katı faz mikro ekstraksiyon yöntemi (SPME) kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Sızıntı suyunda ve yeraltı suyunu temsil eden distile sularda analiz edilen fenol ve fenol bileşiklerinin konsantrasyonlarının zamana bağlı değişimleri izlenmiş, fenol, fenol bileşiklerinin ve ağır metallerin taban örtülerinden yeraltı suyuna geçişi incelenmiş, kirleticilerin difüzyon ve dispersiyon transfer katsayıları hesaplanmıştır. Çalışmada katı atık depo sahalarını temsil eden reaktörlerin taban sistemlerinde kullanılan kil, zeolit ve bentonit malzemelerin organik ve inorganik kirleticileri adsorblama kapasitelerini belirlemek amacıyla adsorbsiyon çalışmaları gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar adsorbsiyon izoterm modellerine göre non-lineer regresyon ve MATLAB 6.5 programı kullanılarak modellenmiş ve izoterm katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca geçirimsizliği sağlamak üzere taban malzemesi olarak kullanılan kil, zeolit ve bentonitin sızıntı suyuna maruz kaldığında davranışını belirlemek için şebeke suyu ve sızıntı suyu kullanılarak geoteknik analizleri gerçekleştirilmiş, elde edilen sonuçlar birbiriyle karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda 14 farklı fenol ve fenol bileşiği ve ağır metaller tüm reaktörlerde oluşan sızıntı suyu içeriğinde ve yer altı suyunu temsil eden distile sularda tespit edilmiş, bu kirleticilerin taban sistemlerinden geçişinde etkili olan organik kirleticiler için difüzyon, inorganik kirleticiler için dispersiyon mekanizmaları geçiş katsayıları hesaplanmıştır. Organik kirleticilerin difüzyon ile yer altı sularına geçtiği, geomembran tabakanın bu geçişte etkisiz kaldığı, kompozit örtü elemanı olarak kullanılan bentonit ve zeolitin organik kirleticilerin geçişini önemli oranda azalttığı belirlenmiştir. Taban malzemesi olarak kullanılan zeolit, bentonit ve kilin ağır metalleri adsorplama kapasitelerinin fenol bileşiklerini adsorplama kapasitelerine oranla çok yüksek olduğu tesbit edilmiş, bu nedenle ağır metallerin yer altı suyuna geçişinin önemsiz miktarda gerçekleştiği belirlenmiştir. Sızıntı suyunun bentonit ve kilin geoteknik özelliklerinde değişime neden olduğu ancak zeolitin sızıntı suyundan etkilenmediği tesbit edilmiştir.

Sorunlu biyokatıların aerobik stabilizasyonu

Bu çalışmada biyolojik arıtma çamurlarının tek başına ve ilave karbon kaynağı olarak prekot çamuru (mısır işleme fabrikası atıksu arıtma tesisi çamuru) ile organik evsel atıklarla birlikte havalı ortamda kompostlaştırılarak stabilizasyonu araştırılmıştır. İlave olarak, farklı hacim artırıcı maddelerin (yonga/sentetik malzeme) etkisi ortaya konmuş ve kompostlaştırma prosesi ile ilgili kinetik çalışmalar ile tür tayini çalışmaları yapılmıştır. Bu kapsamda öncelikle pilot ölçekli reaktörlerde, akabinde tam ölçekli aktarmalı ve statik yığınlarda kompostlaştırma çalışmaları yürütülmüştür. Pilot reaktörlerde yürütülen çalışmada, katkı malzemesi olarak kullanılan yonga ve sentetik malzemenin kompostlaştırma prosesine etkisi açısından belirgin bir fark gözlenmemiştir. Reaktörlerde, biyolojik çamurun ilave karbon kaynağı olmadan kompostlaştırılmasında ortamda yeterli kolay parçalanabilir karbon olmadığı görülmüştür. Çamura organik evsel katı atık ilavesi ile yeterli miktarda kolay parçalanabilir karbon sağlanamamıştır. Ancak, prekot ilavesi sisteme önemli miktarda kolay parçalanabilir karbon sağlamıştır. Aktarmalı ve statik yığınlarda yürütülen çalışmalarda biyolojik arıtma çamurlarının her iki teknikle de kompostlaştırılmasında evsel organik atık ile prekot katkısının iyi bir karbon kaynağı olduğu ve sekiz hafta sonunda stabil bir kompost ürünü elde edildiği görülmüştür. Kinetik çalışmalarda, reaktörlerde biyolojik ayrışabilirlik düşük, yığın kompostlaştırmada ise yüksek olmuştur. Statik yığınlarda, moleküler tekniklerle tür tanımlama çalışması sonucunda, tür profilinin farklı sıcaklık koşullarında farklı olduğu ve elde edilen sonuçların literatür verileri ile uyumlu olduğu gözlenmiştir.