Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 143. Sayı (Haziran 2020)

48 Su ve Çevre Teknolojileri / Haziran 2020 suvecevre.com susuzlaştırma ve kurutma işlemlerinde veya elektrik üretimi için kullanılabilir. Çamur yakma ile ilgili olası çevresel problem- ler, yanma gazlarıyla birlikte atmosfere salınan kirleticiler ile küllerin kalitesidir. Yanma, enerji üretirken, oluşan kül içinde değerli metalleri ve inorganik kimyasalları konsantre eder ve patojenleri tahrip edebilir ve kalıcı organik kimyasal kirleticileri mineralleştirebilir. Günümüzde çamurun yakılması, büyük ölçekte kurulu tesislerde enerji geri kazanımı (ısı (buhar) veya elektrik üretimi) ile birlikte uygulanmaktadır. Çamurun yakılmasından arta kalan kül fosfor bakımından çok zengindir. Büyük ölçekli yakma tesislerinde enerji geri kazanımının yanı sıra fosfor geri kazanımı da sağlanmaktadır (https://www. sludge2energy.de/09.09.2019 web.). Yakma işlemi, çamurun su içeriğinden dolayı enerji yoğun bir süreçtir. Organik madde içeriği yüksek diğer atık mater- yaller (kentsel katı atıkların organik kısmı, zirai atıklar, endüst- riyel atıklar, vb.) ile birlikte yakma uygulaması ile elde edilen atık ısının çamurdaki suyun buharlaştırılmasında kullanılması mümkündür. Ancak, asıl amaç ağır metalleri ve fosforu geri kazanmak ise, çamur külünün yüksek değerli element içeriğini seyrelteceğinden, birlikte yakma iyi bir yaklaşım olmayabilir (Oladejo,J.,vd., 2019). Arıtma çamurları organik madde içeriğine bağlı olarak ısıl değeri yüksek olduğundan, alternatif yakıt ve alternatif hammadde olarak değere dönüştürülmesi amacıyla çimento fabrikalarında ek yakıt olarak kullanılabilir. Ülkemizde de yay- gın uygulaması olan bu işlemde, %90 ve üzerinde kuru madde içerecek şekilde kurutulmuş çamur çimento fabrikalarında ek yakıt olarak kullanılmaktadır. Ürün kalitesinin korunması ve emisyon değerlerinin sağlanması amacıyla ek yakıt olarak kullanılacak olan çamurun ısıl değeri, tane boyutu, nem içeriği, ağır metaller ve çeşitli organik/inorganik kirleticiler için sınır değerlerin sağlanması gerekmektedir. Ek yakıt olarak kullanım ile hem arıtma çamurunun nihai olarak bertaraf edilmesi hem de enerji geri kazanımı sağlanmaktadır (Resmi Gazete, 2014; TÜBİTAK-KAMAG 108G167, 2013; Filibeli,A., vd.,2015). PIROLIZ Çamur pirolizi, çamuru yağ ve gaz şeklinde faydalı ürün- lere dönüştürebilen, toprak şartlandırma potansiyeli taşıyan bir yan ürün olarak biochar oluşturan yenilikçi bir süreçtir. Yanma işleminin aksine tamamen oksijensiz bir ortamda, yüksek sıcaklıkta (300–900°C) gerçekleşen bu işlemde, piro- litik yağ, biochar ve CO, H2, CO2, CH4 ve hidrokarbonlar gibi yoğuşmayan gazlar oluşur. Çamurdaki organik maddenin yaklaşık yarısı piroliz yoluyla faydalı ürünlere (yağ veya gaz dönüştürülür, kalan kısmı ise stabilize bir formda pirolitik kalıntı haline geçer (Dominguez, A., vd., 2006). Bu süreç, Organik maddenin karbondioksit ve suya oksidasyonu sağla- nırken yan ürün olarak elektrik üretimi gerçekleşir. Mikrobiyal yakıt hücresinin verimi, pH, sıcaklık, besi ortamı, çamurdaki çözünebilir organik maddeler, bakteri tipi, kullanılan elekt- rotların cinsi, iç rezistans gibi pek çok sistem parametresine bağlı olarak değişir. Bu alandaki çalışmalar laboratuvar ölçekli olup, arıtma çamuru ve diğer organik atıklardan elektrik üre- timinde kullanımı için büyük ölçekli sistemlerin geliştirilmesi yönünde araştırmalar devam etmektedir. Bu sürecin gerçek ölçekte uygulanabilirliği için, işlem sırasında oluşan mikrobiyal elektrik üretiminin yanı sıra, işlem sonrası oluşan çamurun miktarı ve bileşimi konusunda detaylı araştırmaların yapılması gerekmektedir. Çamur içindeki organik bileşenlerin tamamı biyolojik indirgenebilir değildir, ancak elektrik üretimi için uygun bir formda bulunabilir. Çamurun içeriğinde kolloidal partiküller, polimer yapılar ve toksik organikler ve inorganik bileşikler da bulunmaktadır. Dolayısıyla proses sonrası oluşan akımların ileri arıtımı gerekebilir (Rulkens W., 2008; Dentel, S.K., vd., 2004; Tyagi, V.K. ve Lo, S.L., 2013). YAKMA, BIRLIKTE YAKMA Çamur yakmanın amacı, yüksek sıcaklıkta (800–1150°C) organik maddelerin tam oksidasyonunun sağlanmasıdır. Bu proseste, arıtma çamuru bir yanma odasında oksijen temini ile yanar; yanma sonrasında karbondioksit, su ve inert materyal olan kül oluşur. Bu kül nihai olarak bertaraf edilir veya yapı malzemesi üretiminde bir kaynak olarak kullanılabilir. Yakma prosesinde amaç atığın çevreye zararını en aza indirgemek ve sabit/kararlı forma dönüştürmektir. Geri kazanım yöntemleri de bu aşamadan sonra türemiştir. Günümüzde, çamur yakma yöntemleri, çamurdan ısı veya elektrik enerjisi geri kazanımına yönelik olarak sınıflandırılmaktadırlar. Çamur yakma işle- minden kazanılan enerji, yakma tesisine beslenen çamurun MAKALE