katı atıklar ve kontrolü - SABİS
advertisement
Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 KATI ATIKLAR VE KONTROLÜ A.SUNA ERSES YAY Yard.Doç.Dr [email protected] (Tel: 0 264 295 5465) Öğrenci Görüşme Saatleri=Pazartesi-13:00-14:30 Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Esentepe Kampüsü, 54187 SAKARYA KAYNAKLARI, KOMPOZİSYONU VE ÖZELLİKLERİ A. Suna Erses Yay 2 1 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Amaç(lar): Katı atıkları tanımlayıp sınıflandırabilmek Hedefler: ¾Atıkların sınıflandırmasını yapabilmek ¾Karışık atıkları bileşenlerine ayırabilmek ¾Atıkların fiziksel, kimyasal, biyolojik analizlerini yapabilmek A. Suna Erses Yay 3 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü KATI ATIK KAYNAKLARI, KOMPOZİSYON VE ÖZELLİKLERİ 1-Katı Atık Üretimi 2-Kaynakları 3-Kompozisyonu 4-Özellikleri A. Suna Erses Yay 4 2 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü KENTSEL KATI ATIKLARIN KAYNAKLARI, BİLEŞİMİ VE ÖZELLİKLERİ 1. Toplanacak atıkların çeşitleri ve miktarları nelerdir? 2. Bu atıklar hangi oranlarda toplanacaktır? 3. Mevcut durumda geri kazanım ve tekrar kullanım maksadıyla toplanan atıkların miktarı ve bileşenleri nelerdir? 4. 4 Katı atıkların toplandığı zamanki özellikleri nelerdir? 5. Katı atıkların özellikleri saatlik, günlük, haftalık ve mevsimsel olarak ne gibi değişikler göstermektedir? 6. Katı atıkların özelliklerinde işleme süresince ne gibi değişiklikler meydana gelmektedir. 7. Katı atıkların işlenmesi sırasında ne gibi değişiklikler meydana gelebilir? 8. Ekonomik değere sahip katı atıkların özellikleri nelerdir? 9 Ne tür iri veya tehlikeli atıklar taşınabilir? 9. 10.Hangi kirleticiler taşınabilir? 11.Bu sorulara cevap verebilmek amacıyla hangi analizler ve ölçümler yapılmalıdır? 12.Ölçülen miktarlarda meydana gelebilecek değişiklikler hangi aralıktadır? A. Suna Erses Yay 5 Atık miktarın belirlenmesi, toplama araçlarının güzergahının tayininde, toplama ekipmanlarının seçilmesinde, maddesel geri kazanım tesislerinin tasarlanmasında ve bertaraf yöntemlerinin belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Atık üretimini etkileyen en önemli iki faktör, yerleşim yerinin sosyo ekonomik yapısı ve mevsimsel değişimlerdir. A. Suna Erses Yay 6 3 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Bazı Ülkelerin Kişi Başına Atık Üretimi (kg/kişigün) A. Suna Erses Yay 7 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü İllere göre günlük kişi başına düşen katı atık miktarı İller Atık (kg/kişi-gün) Adana 1,18 Antep 0,68 İstanbul 1,15 Ankara 1,37 Trabzon 0,75 Erzurum 1,08 İ i İzmir 1 07 1,07 A. Suna Erses Yay 8 4 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atık Üretim Hızını Etkileyen Faktörler Ortaya çıkan çöp miktarını ve çöp üretim hızını etkileyen birçok faktör vardır. Bunların bazılarını şöyle sıralayabiliriz; Coğrafi konum Mevsim Toplama sıklığı Mutfak öğütücülerinin kullanımı Toplumun sosyal ve ekonomik özellikleri Geri kazanım çalışmaları Yasa ve yönetmeliklerin uygulanabilirliği Eğitim ve bilgilendirme programları Bölgede bulunan işyeri sanayi ve kamu kurumlarının türleri, sayıları A. Suna Erses Yay 9 A. Suna Erses Yay 10 5 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Üretilen katı atık miktarları yıl içerisinde mevsimlere göre farklılık göstermektedir. Wisconsin'de bulunan beş farklı depolama alanı ve New Orleans'da ölçülen atık üretim değerleri için ortalama yıllık değişimler Şekil 'de verilmektedir. Wisconsin'de, soğuk kış aylarında ((Ocak ve Ş Şubat)) A. Suna Erses Yay 11 Nüfus yoğunluğunun katı atık oluşumuna etkisi hala kesin değildir. Bu konu ile ilgili bir çalışmada, yüksek nüfus yoğunluğuna sahip bir bölgede yüksek katı atık üretimi gözlenmiştir. A. Suna Erses Yay 12 6 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Toplama sıklığı da atık üretimi üzerinde etkili olmakladır. Genellikle yüksek toplama sıklıkları uygulandığında daha yüksek miktarda KKA oluşmaktadır. oluşmaktadır Toplama sıklığı düşük (toplama aralığı daha uzun.) uzun ) olduğunda katı atıklara yerinde farklı uzaklaştırma teknikleri uygulanmaktadır. Diğer yandan, toplama işlemi sık yürütülmediği yerlerde az atık oluşumunun gözlenmesi, değerlendirilebilir atıkların yüksek oranda geri dönüştürüldüğü anlamına da gelebilmektedir. A. Suna Erses Yay 13 A. Suna Erses Yay 14 7 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü A. Suna Erses Yay 15 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 A. Suna Erses Yay 16 8 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü KATI ATIK KAYNAKLARI, KOMPOZİSYON VE ÖZELLİKLERİ 1-Katı Atık Üretimi 2-Kaynakları 3-Kompozisyonu 4-Özellikleri A. Suna Erses Yay 17 Uygun değerlendirme ve kazanma yöntemlerinin tesbiti ve uygulanabilmesi amacıyla katı atıkların sınıflandırılması gerekmektedir. Bunun için de çeşitli sınıflandırma şekilleri geliştirilmiştir. A. Suna Erses Yay 18 9 18.11.2011 KAYNAKLARINA GÖRE Evsel Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Ticari Kentsel Atıklar Kurumsal Sokak süprüntüleri Endüstriyel katı atıklar İnşaat yıkım ve hafriyat atıkları Arıtma tesisi çamurları Tehlikeli atıklar Hastane H t atıkları t kl A. Suna Erses Yay 19 Kaynak Atıkların Oluştuğu Tesis, Faaliyet veya Bölgeler Katı Atık Türleri Evsel Müstakil konutlar, az, orta veya çok katlı apartmanlar, v.b. Yemek artıkları, kağıt, karton, plastik, tekstil, deri, cam, metal kutular, alüminyum, diğer metaller, küller, özel atıklar (piller, elektronik eşyalar, beyaz eşyalar, yağ ve lastikler), evlerden kaynaklanan tehlikeli atıklar Ticari Mağaza, restoran, market, ofis, otel, sanayi sitesi, matbaa v.b. tesisler. Kağıt, karton, plastik, ahşap, cam, metal,özel atıklar (yukarıda sıralanan), yemek artıkları, tehlikeli atıklar K Kurumsal l Ok l h Okul, hastane t v.b. b kurumlar k l Ti Ticari i kaynaklardan k kl d ortaya t çıkan k atıklara t kl benzer b İnşaat ve yıkıntı Yeni inşa edilen yapılar, yol bakım ve onarım alanları, yıkılan binalar, yol ve kaldırım çalışmaları Ahşap, çelik, beton, toprak, v.b. Sokak süprüntüleri Cadde ve sokak temizleme faaliyetleri, peyzaj çalışmaları, park ve bahçeler, diğer rekreasyon bölgeleri Özel atıklar süprüntüler ağaç dalları ve yapraklar, park ve bahçelerden kaynaklanan genel atıklar Arıtma tesisleri Su, atıksu ve endüstriyel arıtma prosesleri,v.b. Genel olarak yarı katı haldeki çamurdan kaynaklanan arıtma tesisi atıkları Endüstriyel atıklar Bakım tesisleri, fabrikalar, hafif ve ağır sanayi tesisleri, rafineriler, kimyasal tesisler enerji tesisleri sanayi siteleri, v.b. Endüstriyel proses atıkları, artık döküntüler, bakım ve onarım atıkları, bazı özel atıklar bazı tehlikeli atıklar, v.b Tarımsal ve hayvansal atıklar Tarımsal alanlar, meyve bahçeleri, üzüm bağları, mandıralar, çiftlikler, v.b. Çürük yiyecek artıkları, tarımsal atıklar, tehlikeli atıklar A. Suna Erses Yay 20 10 18.11.2011 BİLEŞİMLERİNE GÖRE Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü oOrganik oİnorganik oKüller A. Suna Erses Yay 21 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü KATI ATIK KAYNAKLARI, KOMPOZİSYON VE ÖZELLİKLERİ 1-Katı Atık Üretimi 2-Kaynakları 3-Kompozisyonu 4-Özellikleri A. Suna Erses Yay 22 11 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atık Kompozisyonu Katı atık kompozisyonu, bir atık yığınını oluşturan bileşenlerin genellikle ağırlıkça yüzde cinsinden ifadesini temsil eden bir terimdir. Katı atık bileşiminin belirlenmesi maksadıyla “Madde Grubu Analizi” gerçekleştirilmektedir. Katı atıklar düzenli depolama alanına gönderildiğinde, oluşan atık miktarının belirlenmesi ve atık içerisinde tehlikeli maddelerin varlığının kontrol edilmesi dışında, atıkların madde grubu (bileşenleri) (kompozisyon) analizine ihtiyaç duyulmamaktadır. Bununla birlikte, bu analizin birçok açıdan önemi vardır. Örneğin, atıkların düzenli depolanmasında biyogaz elde edilmesi ya da bazı yararlı kullanımlarının düşünülmesi durumunda, atık içerisindeki organik madde miktarının bilinmesi gerekir. gerekir Bunun dışında katı atıktan bazı maddelerin geri dönüşümü planlandığında veya yakma ile enerji kazanımı söz konusu olduğunda, katı atık karakterinin tayini gereklidir. A. Suna Erses Yay 23 Katı atıkların karakterizasyonu için yürütülecek numune alma çalışmaları, en kullanışlı ve doğru verilerin en az maliyet ve gayretle sağlanacağı şekilde tasarlanmalıdır. Bu tür numune alma çalışmalarının tasarlanmasındaki en önemli iki kriter, numune hacmi ve katı atıkların karakterize edilmesinde kullanılacak yöntemdir. Kompozisyon belirlemek için, elle numune alma hala en doğru yöntem olarak kabul edilse de diğer teknikler, örneğin fotogrametri, istikbal vaat eden yöntem olarak düşünülmektedir. Karışık kentsel atıklar gibi tamamen heterojen bir malzemenin bileşiminin ölçülmesi kolay bir iş olmasa da, atığın birçok kısmı ayrılabilir ve geri dönüştürülebilir karakterdeyse, bileşenlerin ne olduğunu belirlemek gerekli olabilir. Bazı kaynaklar, doğru sonuç elde durumlarda bu iş etmek için çok fazla çaba sarf edilmesi gereken durumlarda, için güç ve para harcamak yerine ulusal ortalamaların kullanılmasını önermektedir. Gelecekteki katı atık yönetimi alternatiflerinin belirleneceği durumlarda ise, kesin tahminler gerekeceği için atık kompozisyonu analizlerinin yapılması şarttır. A. Suna Erses Yay 24 12 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Numune alma şekli atık kompozisyonunun belirlenmesi çalışmalarında oldukça önemlidir. Öncelikle, analizde örnekleme hatalarının önlenebilmesi için doğru atık miktarları seçilerek atık doğru bir şekilde temsil edilmelidir. Atık toplama araçlarındaki atık miktarının kaç kişilik bir yerleşim yerinden yüklendiğinin bilinmesi, üretilen ortalama atık miktarlarının doğru temsil edilebilmesini sağlayacaktır. Toplama araçlarına yapılacak yükleme miktarı seçildikten sonra, analiz yapılabilecek ve KKA karakterini istatistiki açıdan temsil edecek kadar yeterli miktarda numune alınmasını sağlayacak bir metodoloji geliştirilmelidir, istatistiki geçerliliğin sağlanabilmesi amacıyla gerekli numune sayısının belirlenebilmesi için en sık kullanılan yöntem, ASTM tarafından geliştirilen "İşlem Görmemiş KKA'mn KKA mn Kompozisyonunun Belirlenmesinde Kullanılan Standart Test Test" (D 5231-92)'de tanımlanmıştır. Bu standart, atık karakterizasyon çalışmaları yürütülürken uygulanacak prosedürleri ve atığın karakterize edilebilmesinde gerekli olacak numune sayısının belirlenmesini sağlayacak istatistiki yöntemi tanımlamaktadır. A. Suna Erses Yay 25 Ölçümün güvenilir düzeyde sağlanabilmesi için gerekli numune sayısı, ele alınan numunenin bileşenlerine ve istenen doğruluk seviyesine bağlıdır. Hesaplamalara, önerilen numune sayısı ortalamasının ve atık bileşenleri için standart sapmaların belirlenmesi ile başlanmalıdır. Birçok çalışmada tipik olarak % 95 edilmektedir ilk tahmin olarak, olarak her doğruluk düzeyi yeterli kabul edilmektedir, bir numunede 100 kg'dan fazla atığın sınıflandırılması ve analiz edilmesi istatistiksel bir avantaj sağlayacaktır. Burada önemli olan atık kompozisyonu hakkında istatistiki sonuçlara varılabilmek için kaç tane 100 kg'lık atık numunesinin yeterli olacağının belirlenmesidir. A. Suna Erses Yay 26 13 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Ayırma ASTM tarafından temsil edici 100 kg'lık numunelerin hazırlanması için dörde bölme ve karıştırma işlemlerinin uygulanması önerilmektedir. Dörde bölme işlemi, bir toplama aracı dolusu atığın son yüklemeden sonra iyice y karıştırılmasının ş m ardından uygun yg bir şekilde dörde bölünmesi ile uygulanmaktadır. Bu işlemden sonra, bölünen parçaların her biri tekrar karıştırılıp ardından tekrar dörde bölünür. Bu dörde bölme ve karıştırma işlemleri numune miktarı yaklaşık 100 kg'a ininceye kadar tekrarlanır. Tartma A. Suna Erses Yay 27 Yüksek oranda doğruluğun sağlanabilmesi için fazla sayıda 100 kg'lık numune ölçülmelidir, istenen düzeyde doğruluğa bağlı olarak, ilk tahminler için gerekli temsil edici numune sayısı Şekil'de gösterildiği gibi belirlenmektedir. A. Suna Erses Yay 28 14 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Numune alma programlarında ilk olarak atığın kaç kategoride (grup) sınıflandırılacağım bilmek, neyin ölçüleceğine karar verilmesi açısından önemlidir. Bu karar, eldeki verilerin ne amaçla kullanıldığına bağlıdır. nın değerlendirilebilir kısmının geri bağlıdır KKA KKA'nın kazanılabilmesi için yürütülen bir çalışmada, atıkların 43 kategoride yer aldığı Tabloda belirlenmiştir . Bu tür bir sınıflandırma çalışması, oldukça kullanışsız ve geniş kapsamlı olup ekonomik olmayabilir. Bu kadar detaylı bilgilerin gerçekten gerekli olup olmadığı tartışılmalıdır. A. Suna Erses Yay Kâğıt Elektronik Bileşenler Basılı yayınlar Bilgisayar parçalan Dergiler Yazıcılar Mukavva Fotokopi makinaları Telefon kitapları Camlar Büro/bilgisayar kâğıtları Şeffaf Diğer karışık kâğıtlar Yeşil Pl ikl K h i Plastikler Kahverengi PETE şişeler Diğer camlar HDPE şişeler Ahşaplar PVC kaplar Kereste Polipropilen kutular Boyalı tahta Polyester Diğer ahşaplar Diğer kutular Ayrışamayan maddeler Film, çanta ve diğer katı plastikler Asfalt kaplama malzemeleri Organik maddeler Beton, tuğla ve kaya Yiyecek atıktan Kaya parçalan Tekstil/kauçuk/deri atıklan Çatı kiremitleri Tanımlanamayan küçük organik partiküller Toz, kül ve diğer aynşamayan maddeler Diğer organikler Bahçe atıkları Demirli maddeler Çim atıldan Demirli/bimetal kutular Yapraklar Boş aerosoller Ağaç kalıntıları Diğer demirli metaller Tehlikeli maddeler Demirsiz metaller Kurşun asitli piller Alüminyum kutular Diğer piller Diğer demirsiz metaller Diğer tehlikeli maddeler A. Suna Erses Yay 29 30 15 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Analiz sonuçlarının kullanım amacına yönelik olması açısından, numune alma çalışmaları sırasında atık bileşenlerinin daha az gruba ayrılarak sınıflandırılması daha kullanışlı ve ekonomik olacaktır. Bu tür bir sınıflandırma Tabloda verildiği gibi yapılabilir. Kağıt Plastikler Basılı yayınlar PETE Dergiler HDPE Mukavva Diğer plastikler Diğer karışık kâğıtlar Bahçe atıkları Metaller Ahşap (dallar ve kereste) Alüminyum kutular Yapraklar ve diğer atıklar Çelik kutular Yiyecek atıkları Diğer alüminyumlar Diğer atıklar Diğer demirli metaller Diğer demirsiz metaller Camlar Şeffaf Yeşil Kahverengi Bir miktar geri dönüşebilir özelliğe sahip atıklar veya atığın içersindeki küçük bileşenler; örneğin kauçuk, seramik, diğer camlar, tuğla ve kayalar A. Suna Erses Yay 31 Katı atıkların doğası ğ nedeniyle, y , özenli numune alma çalışmalarında ç ş bile kesin doğru bilgilere ulaşılamayabilir. Bütün maddeler, istenen bileşenlere kolayca tasnif edilemeyebilir. Örneğin, alüminyum kapaklı ve kâğıt sarılı bir teneke kutu dört bileşene sahiptir. Bu bileşenler, çelik, teneke, alüminyum ve kâğıttır. Bu nedenle madde grubu analiz sonuçlarında yanıltıcı verilerle karşılaşılması mümkün olmaktadır. A. Suna Erses Yay 32 16 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Katı Atık Bileşimi Ağırlıkça Yüzde (%) Gıda Atıkları 20-25 Bahçe Atıkları 2-4 Kağıt, Karton 20-35 Plastik, Kauçuk 3-6 Tekstil 3-5 Tahta 1-2 Metal 3-6 C m Cam 2 4 2-4 Kül, cüruf, toprak ve diğerleri 10-15 A. Suna Erses Yay 33 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü ISTANBUL ÇÖPÜ Katı atık bileşimi Ağırlıkça % Organik Madde 45 K ğ Kağıt 14 5 14,5 Plastik 9,5 Tekstil 5,6 Metal 2,2 Cam 3,8 Seramik, tuğla, inert madde 4,4 Linyit kömürü külü 15 A. Suna Erses Yay 34 17 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atık Bileşiminin Ülkelere Göre Değişimi A. Suna Erses Yay 35 Türkiye’de Atık Miktarı ve Kompozisyonu Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Nüfus: 72.561.312 Kişi başı atık üretimi: 1,15 kg/kişi-gün Toplanan Belediye Atığı Miktarı: 24.361.000 ton/yıl (TUİK, 2008) A. Suna Erses Yay 36 18 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 18.11.2011 Grafik ve tabloda görülenler başlıca bileşenler veya madde gruplarıdır. Bu bileşenler ve değerleri ülkelere, şehirlere ve mevsimlere göre değişmektedir. Aynı şehirde dahi seneler boyunca ekonomik ve sosyal şartlara bağlı olarak bileşim de değişmektedir. Katı atık yönetiminde bileşenleri ve oranlarını bütün mevsimleri, mümkünse ayları da kapsayacak şekilde araştırıp tespit etmek gerekir. gerekir Katı atık bileşenlerinin bilinmesi halinde çöpten nasıl yararlanılacağı, onun çevreye en uygun şekilde nasıl bertaraf edileceği ortaya konabilir. Katı atık bileşenleri için aşağıdaki gibi sınıflandırmalar yapılabilir: 1. Yanabilenler: Organik maddeler, gıda atıklar, kağıt, karton, plastik, kauçuk, tekstil, tahta, bahçe atıkları. 2. Kompost olabilenler: Gıda atıkları, bitkiler, kağıt ve karton. 3. Yanamayan ve kompost olamayanlar: Kül, toprak, cam, metal, cüruf, seramik. 4. Geri kazanılması mümkün olanlar: Plastik, cam, metal, kağıt, tekstil, v.d. A. Suna Erses Yay 37 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü KATI ATIK KAYNAKLARI, KOMPOZİSYON VE ÖZELLİKLERİ 1-Katı 1 Katı Atık Üretimi 2-Kaynakları 3-Kompozisyonu 4-Özellikleri A.Suna Erses Yay 38 19 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atıkların Fiziksel, Kimyasal ve Biyolojik Özellikleri o Depolama, toplama ve taşıma, boşaltım, değerlendirme ve geri kazanma yöntemlerinin en verimli şekilde planlanması için katı atık bileşiminin belirlenmesi, p o Uzun süreli analizlerin y yapılarak karşılaştırılması sonucu katı atık bileşim ve yoğunluğunda meydana gelen değişiklikler saptanarak daha sonraki yıllar için tahminler yapılması (bu tahminler, geri kazanma, yakma, kompostlaşma tesislerinin tasarımları için oldukça önemlidir), o Yapılan analizlere göre düzenli depolama işleminin ömrü ve kapasitesinin tesbiti, o Analizler ile tespit edilen katı atık miktarı, hacim ve yoğunluklarının belirlenmesi sonucu katı atık depolama gereçleri, taşıma araçlarının miktar ve kapasiteleri ve ayrıca taşıma araçlarının sıkıştırma oranları h s l hesaplanabilir. bili A. Suna Erses Yay 39 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atıkların Fiziksel Özellikleri KKA'nın KKA nın bazı fiziksel özelliklerinden dolayı işlenmesi ve taşınması zor olabilir ya da çevreye zarar verebilir. Heterojen bir yapıya sahip ve özellikleri zamana bağlı olarak değişim gösteren KKAların taşınması ve depolanması gibi işlemler sırasında sorunlar oluşabilmektedir. Bu yüzden, atığın fiziksel yapısı net bir şekilde tanımlanmalıdır. A. Suna Erses Yay 40 20 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atıkların Fiziksel Özellikleri o Özgül Ağırlık (Yoğunluk) o Su Muhtevası o Partikül Boyutu ve Boyut Dağılımı o Arazi Kapasitesi o Permeabilite A. Suna Erses Yay 41 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Özgül Ağırlık (Yoğunluk) Bir atık yığının birim hacminin kütlesi olarak tanımlanmaktadır (örneğin, kg/m3 lb/ft3). Atık yoğunluğu mutlak bir madde özelliği değildir. Katı atıklarda yoğunluk kabın ne şekilde doldurulduğuna, k b b kabın boyutları l ve atıkların kl k kaba b ne şekilde kild yüklendiğine ükl diği b bağlıdır ğl d Dikkat edilmesi gereken konu katı atığın sıkıştırılıp sıkıştırılmadığıdır. Genellikle sıkıştırılmamış atık anlamına gelmektedir. Bu durum coğrafi konum, mevsimler ve depolama süresinin uzunluğu ile değişmektedir. A. Suna Erses Yay 42 21 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Özgül Ağırlık (Yoğunluk) KKA'lar, üzerine uygulanan basınca bağlı olarak değişen yoğunluğa sahiptir. Sıkıştırılmamış bir maddenin atık kabına (konteynere) atılması kentsel katı atığın yoğunluğunu 90-150 kg/m ten 180 kg/m3’e yükseltebilir. Katı atık toplama araçlarında, araçlarında sıkıştırılmış katı atığın yoğunluğu 350-420 350 420 kg/m3 arasındadır. Bu katı atıklar depolama alanında makinayla sıkıştırıldığında yoğunluk 700-1000 kg/m3'e kadar çıkabilmektedir. Koşullar Gevşek atık, işlenmemiş ve sıkıştırılmamış Toplama aracında sıkıştırılmış Balyalanmış atık Depolama alanında sıkıştırılmış atık (örtülmemiş) Yoğunluk (kg/m3) 90-150 360-540 720 - 840 450 - 750 Karışık KKA'ların kaynaktan depolanmaya kadar geçen aşamada sahip olduğu yoğunluklar verilmiştir. Bu değerler, atık bileşenlerinin ve maddelerin boşluksuz yoğunluk değerlerinden farklıdır. Örneğin, bir çelik kutunun maddesel (boşluksuz) yoğunluğu 7,7 g/cm3ldür. Ezilmemiş boş çelik kutunun hacminin yaklaşık % 95'i hava olacağı için bu maddenin hacimsel yoğunluğu sadece 0,4 g/cm3 civarında olacaktır. A. Suna Erses Yay 43 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Özgül Ağırlık (Yoğunluk) Şekil 'de görüldüğü gibi, depo tabanına olan mesafenin (atık dolgusu yüksekliği) yoğunluk üzerinde oldukça önemli etkisi vardır (tabana yaklaştıkça yoğunluk artar). Yoğunluktaki bu farklılık, depolama tesisinin tasarımında önemli bir faktör olarak dikkate alınmalıdır. A. Suna Erses Yay 44 22 18.11.2011 Özgül Ağırlık (Yoğunluk) Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Bileşen Özgül ağırlık (yoğunluk), kg/m3 Limitler Yiyecek Atığı Kağıt Tipik değer 130-480 290 40-130 89 Plastikler 40-130 64 Bahçe Atıkları 65-225 100 Cam 160-480 194 Teneke Kutular 50-160 89 Alüminyum 65-240 160 A. Suna Erses Yay 45 Özgül Ağırlık (Yoğunluk) Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü İstanbul'da aylara ve semtlere göre birim hacim ağırlıkları, (kg/m3) Aylar Ataköy Şişli Gaziosmanpaşa Eminönü Ocak 305 500 505 260 Şubat 203 500 510 220 Mart 230 550 470 180 Nisan 210 570 450 390 Mayıs 225 350 450 290 Haziran 350 290 350 270 Temmuz 330 280 360 290 Ağustos 320 250 340 260 Eylül 350 300 450 450 Ekim 370 300 440 330 Kasım 420 360 400 240 Aralık 350 480 500 280 A. Suna Erses Yay 46 23 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Su Muhtevası Su muhtevası numunelerin 24 saat 103-105 °C’de kurutulması suretiyle tayin edilir. A. Suna Erses Yay 47 Su Muhtevası Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Bir örnekteki su muhtevası evsel atık malzemesinin yüzdesel ıslak ağırlığı olarak ifade edilir. Analiz Prosedürü : ¾ Alüminyum tabak tartılır ¾ Tabak katı atık ile doldurulur ve yeniden tartılır ¾ Katı atığı tabağı en az 24 saat süreyle 105 ° C bir fırında tutarak kurutun ¾ Tabak fırından çıkarılır, desikatörde soğuması bekleyin, ve tartın ¾ Kuru katı atık ağırlığını ve tabağın ağırlığını kaydedin denklemi yardımıyla katı atık örneğinin rutubetini ¾ (M) hesaplayın A. Suna Erses Yay 48 24 18.11.2011 Su Muhtevası Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü M: su muhtevasını, ıslak ağırlık bazında, % w: örneğin (numune) başlangıçtaki ıslak ağırlığını, g d: örneğin işlem sonundaki kuru ağırlığını, ağırlığını g ifade etmektedir. etmektedir Aynı zamanda nem içeriği kuru ağırlık bazında da ifade edilmektedir. Md = w−d x100 d Md= su muhtevasını, kuru ağırlık bazında, % A. Suna Erses Yay 49 Su Muhtevası Sıkıştırılmamış katı atık bileşenlerinin su muhtevası Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Bileşen Evsel Değer Aralığı Alüminyum kutular Mukavva M k Küçük partiküller Yiyecek atıkları Cam Çimen Deri Yaprak Kağıt Plastik Kauçuk Çelik kutular Tekstil ürünleri Ahşap Bahçe atıkları Ticari Yiyecek atıkları Karışık ticari atıklar Ahşap kasalar vekaletler A. Suna Erses Yay Su muhtevası (%) Ortalama Değer 2-4 4 8 4-8 6-12 50-80 1-4 40-80 8-12 20-40 4-10 1-4 11-4 4 2-4 6-15 15-40 30-80 3 5 8 70 2 60 10 30 6 2 2 3 10 20 60 50-80 10-25 10-30 70 15 20 50 25 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Su Muhtevası Katı atık bileşenlerinin su muhtevaları Tablo'da görüldüğü gibi oldukça değişkendir. Toplama işleminden önce yağmura maruz kalmaması durumunda, sıkıştırılmamış katı atıkların su muhtevası ABD'de ortalama % 20-30 civarındadır. Yağmurlu mevsimler sırasında su muhtevaları % 40-60 gibi değerlere ulaşabilmektedir. Bir katı atık toplama aracında atıklar arasında nem transferi gerçekleşirse, birçok katı atık bileşeninin su muhtevası da değişmektedir. Özellikle kağıt atıklar sıvı atıkları emdiği için nem içerikleri oldukça artmaktadır. A. Suna Erses Yay 51 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Su Muhtevası Katı atık yapısının bilinmesi halinde, bileşenlerin nem içerikleri belirlenerek yada Tablo'da verilen değerler kullanılarak, herhangi bir atığın su muhtevası hesaplanabilir. Bu tür bir hesap Örnek ‘te açıklanmaktadır. Örnek Kağıt Cam Yiyecek atıktan Bahçe atıkları : %50 : %20 : %20 : %10 A. Suna Erses Yay 52 26 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Partikül Boyutu Katı atık içerisindeki materyal boyutu yada büyüklüğü katı atıkların elek ve manyetik ayıklayıcılar ile ayıklanmasında önem taşımaktadır. Özellikle geri kazanılabilen atıkların tane büyüklükleri ayıklama işlemlerinde kullanılacak elek ve benzeri materyallerin seçiminde önemlidir. Kompostlaştırma işleminde bertaraf de ttane b boyutu önemlidir. i l i d olduğu ld ğ gibi ibi b t f yöntemlerinde ö t l i d d t ö lidi A. Suna Erses Yay 53 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Partikül Boyutu Çeşitli boyutlardaki partikül karışımlarının analitik olarak tanımlanması oldukça zordur. Bu atıklar düzgün şekilli değilse, problem daha da artmaktadır. KKA, partikül boyutu analizleri açısından oldukça sorunlu olup birçok KKA işleme teknolojisi partikül boyutunun doğru belirlenmesi esasına dayanmaktadır. Karışık partiküllerin tanımlanması için tek bir değerin kullanılması doğru olmamaktadır. olmamaktadır Bu doğrultuda muhtemelen en uygun yöntem, yöntem partikül dağılımını veren eğrinin çizilmesi ile partikül boyutlarının belirlenmesi olacaktır. Bu tür bir eğri, Şekil 'de gösterildiği gibi, birim aralıklarla işaretlenebilir Partikül boyutu, cm A. Suna Erses Yay 54 27 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Partikül Boyutu Eğride gösterilen iki karışım çok farklı partikül boyut dağılımına sahiptir. Karışım A nispeten düzenli boyutlara sahip partiküllerden oluşurken, karışım B'yi oluşturan partiküller çok çeşitli boyutlardadır. Ancak her iki karışım için de medyan partikül boyutu partiküllerin % 50'sinin eşit veya küçük olduğu partikül çapı olarak tanımlanmaktadır. Grafik metotla partikül boyut dağılımı en doğru şekilde ifade edilebilse de, partikül boyut dağılımının belirlenebilmesi için çeşitli matematiksel metotlar önerilmektedir. Örneğin, su mühendisliğinde filtre kumlarının partikül boyutu üniformluluk katsayısı ile ifade edilmektedir. Bu katsayı aşağıdaki formülle tanımlanmaktadır. UC = UC D60 D10 D60 D10 : üniformluluk katsayısını, : Partiküllerin % 60'ının küçük olduğu elek boyutunu (çapını) : Partiküllerin % 10'unun küçük olduğu elek boyutunu (çapını) A. Suna Erses Yay 55 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Partikül Boyutu KKA'nın doğası gereği partikül boyutunun belirlenmesi oldukça zordur. Elekler sadece iki ebatla boyutu belirleyebilmektedir. Böylece bir kısım atık tel elekten geçebilmekte ama boyutunun tam olarak tanımlanabilmesi zor olmaktadır. Partikül boyutunun y ölçülmesi: ç m Küresel olmayan m y partiküllerin p eşdeğer ş ğ p partikül çapı aşağıdaki eşitliklerden herhangi biriyle belirlenebilir. D=l l+w D= 2 l + w+h D= 3 D : partikül çapı, mm l : uzunluğu, mm w : genişlik, mm h : yükseklik, mm D = l * w* h D = l*w A. Suna Erses Yay 56 28 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Partikül Boyutu Partikül Boyutu ve Boyut Dağılımı 8 mm → İnce katı atık 8-40 mm → Orta büyüklükte katı atık 40-120 mm → İri katı atık 120 mm → Çok iri atık A. Suna Erses Yay 57 Partikül Boyutu Örnek : Boyutları uzunluk, l = 2 birim, genişlik, w = 0,5 birim, yüksekliği h = Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü 0,5 birim olan, küresel olmayan partiküllerin partikül boyutunu yukarıda verilen ifadelerle hesaplayınız Tanımlamalara bağlı olarak partikül çapının 1,0 ve 2,12 birim arasında değiştiği dikkate alınmalıdır. Partikül boyutunun elek analizi ile belirlendiği durumlarda, partiküllerin elekten geçebilmesi için sadece iki temel boyutun elek açıklıklarından küçük olması gerektiğinden, partikül boyutunu veren en uygun tanımlama, A. Suna Erses Yay 58 29 18.11.2011 Arazi Kapasitesi Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Herhangi bir dış etken olmaksızın atıklardan ayrılabilecek su miktarı olarak ifade edilebilir. Çöplüklere sızıntı suyu oluşumu belirlenmesinde alan kapasitesi kritik önem taşımaktadır. Sıkıştırılmamış evsel atıkların arazi kapasitesi %50-60 civarındadır. A. Suna Erses Yay 59 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Permeabilite- Hidrolik Geçirgenlik ¾ Sıkıştırılmış katı atığın geçirgenliği (hidrolik iletkenlik) önemli bir fiziksel özellik olup bu durum depolama alanında sıvı ve gazların hareketini yönetmektedir. ¾ Geçirgenliğin bağlı olduğu durumlar * Gözenek boyutu dağılımı * Yüzey alanı * Gözeneklilik ¾ Birim: cm/s ¾ Darcy Kanunu, Q=KiA or V=Ki ¾ Atık içerisindeki değeri: 10-3 to 10-6 cm/s ¾Atık ile diğer materyaller karşılaştırıldığında (cm/s):çakıl~10-1, kum~10-2, kil~10-6 ¾ Kullanımı: ¾Sızıntı suyu oluşumunu tahmin etme ¾Taban örtü sistemlerini geliştirme ¾Taban örtüsünden sızıntı ve kaçakları tahmin etme A. Suna Erses Yay 60 30 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atıkların Kimyasal Özellikleri oKısmi analizler, oKülün ergime noktası, oElementel analizler, oEnerji içeriği A. Suna Erses Yay 61 Kısmi Analizler Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı atıkların yanabilen kısmi için gerçekleştirilen kısmi analizler ; oNem muhtevası (105 °C’de 1 saat kurutmadan sonraki nem kaybı) oUçucu maddeler (950 °C’de yanma sonucu meydana gelen ağırlık kaybı) oSabit karbon (uçucu maddelerin giderilmesinden sonra geriye kalan artık) oKül (yanma sonucu geriye kalan artık madde) A. Suna Erses Yay 62 31 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Kısmi Analizler A. Suna Erses Yay 63 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Kısmi Analizler A. Suna Erses Yay 64 32 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Ergime Noktası Ergime noktası katı atıkların yanması sonucu oluşan külün ergime ve topaklanması sonucu katılaştığı (cüruf) sıcaklık olarak tanımlanmaktadır. Katı atıklardan klinker oluşumu için ergime noktası genel olarak 1100 1200 1100-1200 °C civarındadır. A. Suna Erses Yay 65 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Elementel Analizler ¾ Katı atıkların kimyasal analizi karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N), kükürt (S) ve kül miktarlarının belirlenmesidir ¾ Sonuçlar evsel katı atıktaki organik maddenin kimyasal kompozisyonu karakterize etmek için kullanılmaktadır. ¾ Ayrıca atık malzemelerin özel karışımlarını tanımlamak için de kullanılmakta olup bu şekilde C/N oranları için biyolojik dönüşüm süreçleri elde edilmektedir. A. Suna Erses Yay 66 33 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Elementel Analizler A. Suna Erses Yay 67 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Enerji İçeriği Katı atıkların organik kısmının enerji içeriği kalorifik değer tayiniyle belirlenir. Kalorifik değer katı atıkların yakılarak bertarafı halinde en önemli kriterdir ve birim ağırlıkça bir materyalin yakılması sonucunda açığa çıkan enerjiyi gösterir. Laboratuarda kurutulmuş katı atık numunesinin adyabatik bomba kalorimetre aletinde yakılması suretiyle üst kalorifik değer elde edilir Alt kalorifik değer ise su muhtevasına bağlı olarak çıkartılır. edilir. çıkartılır ¾ Enerji içeriği aşağıdaki yollarla saptanmaktadır; 1. Kalorimetre olarak tam ölçekli bir boylerin kullanılması 2. Bir laboratuvar bomba kalorimetre kullanarak 3. Hesaplama ile Bir katı atığın kendi kendine yanabilmesi için ısıl değeri 1500-2000 kcal/kg, ilave bir yakıtla yanabilmesi için gereken alt ısıl değer 950-1300kcal/kg olmalıdır. Isıl değerin 1200 kcal/kg‟ın altına düşmesi atığın ekonomik olarak yanmayacağını gösterir A. Suna Erses Yay 68 34 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı Atıkların Biyolojik Özellikleri oSuda çözünebilen bileşenler; oHemiselüloz; oSelüloz; oYağlar; oLignin; oLignoselüloz; oProteinler; A. Suna Erses Yay 69 Katı Atıkların Biyolojik Özellikleri Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Evsel Katı Atığın organik fraksiyonu (Plastikler hariç, kauçuk ve deri) olarak sınıflandırılabilir: ¾ Suda ç çözünen bileşenleri ş - şşekerler,, nişasta, ş , amino asitler ve çeşitli ç ş organik asitler ¾ Hemiselüloz - 5 ve 6-karbon şekerin bir ürünü ¾ Selüloz - 6 karbonlu şeker glikozunun bir ürünü ¾ Katı yağlar, sıvı yağlar ve mumlar - alkollerin esterleri ve uzun zincirli yağ asitleri ¾ Lignin Li i - bazı b kağıt k ğtü ürünleri ü l i ¾ Lignoselüloz - lignin ve selüloz kombinasyonu ¾ Proteinler - amino asit zincirleri A. Suna Erses Yay 70 35 18.11.2011 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Biyolojik Ayrışabilirlik BF=0.83-0.028LC BF = biyolojik fraksiyon LC= lignin miktarı (% kuru ağırlık) Gıda atıkları (BF=0.82, LC=0.40) Kağıt atıkları (BF=0.22, LC=21.9) Bahçe atıkları (BF=0.72, LC=4.1) A. Suna Erses Yay 71 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Biyolojik Ayrışabilirlik Tipik KKA'nın bileşenlerinin organik madde içerikleri Tablo'da verilmiştir. Hesaplanan ve tahmin edilen ayrışma yüzdeleri kullanılarak kentsel katı atığın % 45'inin biyolojik olarak ayrışabilir olduğu söylenebilir. Yakma gibi termal arıtma tekniklerinde, KKA'nın büyük bir kısmının biyolojik olarak ayrışamadığı göz önüne alınmalıdır. Madde Kağıt ve Mukavva KKA içinde yüzdesi 37,6 Biyolojik ayrışabilirlik yüzdesi 0,50 Cam 5,5 0 Demirli metaller 5,7 0 Alüminyum 1,3 0 Diğer demirsiz metaller 0,6 0 Plastikler 9,9 0 Kauçuk ve deri 3,0 0,5 Tekstil 3,8 0,5 Ahşap h 5 5,3 0 0,7 Diğer maddeler 1,8 0,5 Yiyecek atıkları 10,1 0,82 Bahçe atıkları 12,8 0,72 Çeşitli inorganikler 1,5 0,8 Toplam 100 A. Suna Erses Yay 72 36 18.11.2011 Kokuların Oluşumu Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü ¾ Katı atıklar düzenli depolama, transfer istasyonları ve toplama esnasında uzun zaman tutulursa koku oluşur. ¾ Ilıman ve sıcak iklimlerde önemlidir. ¾ Katı atıklar içerisindeki hızlı ayrışabilen organiklerin anaerobik ayrışması sırasında koku oluşumu, 2CH3CHOHCOOH + SO4Æ2CH3COOH + S-2 + 2H2O+2CO2 2CH3CHOHCOOH = süzüntü suyu S-2+2H+ Æ H2S ……….koku koku S-2+Fe+2 Æ FeS ………koku A. Suna Erses Yay 73 Çevre Müh.Böl-K Katı Atıklar ve Konttrolü Katı atık bertaraf etme metotları ile katı atığın özellikleri arasındaki ilişki Açıklama ç : ((X : Önemli;; O : Kullanılabilir;; ~ : Önemsiz ) Katı atık yönetimi incelenecek olan bir şehirde çalışmaların başlangıcında, hangi bertaraf yönteminin tercih edileceği belli olmadığından katı atıklara ait yukarıda yazılı olan niteliklerin tümü araştırılıp tespit edilmelidir. A. Suna Erses Yay 74 37
