20 Temmuz 2012 | TEKNÄ°K MAKALE 48. Sayı (Temmuz 2012)

Doç. Dr. Bestamin Özkaya, Prof. Dr. Ahmet Demir YTÜ İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü
3.2 Aerobik Arıtma (Kompostlaştırma) Teknolojileri

Aktarmalı yığında kompostlaştırma, havalandırmalı statik yığın ve reaktörde kompostlaştırma, kentsel katı atıkların kompostlastırılmasında kullanılan temel yöntemlerdendir. Bu yöntemlerde atığın organik kısmını havalandırmak için kullanılan metot farklı olmasına rağmen proses uygun bir şekilde dizayn edildiğinde ve işletildiğinde biyolojik prensipler aynıdır ve bütün metotlarla aynı zaman periyodunda benzer kalitede ürünler elde edilebilir. Havalı kompostlaştırma yöntemleri, statik (açık) ve dinamik (kapalı) olmak üzere iki ana sınıfta toplanabilir. Dinamik metotta, oksijen girişini sağlamak, sıcaklığı kontrol etmek ve homojenizasyonu sağlamak üzere atıklar karıştırılır. Statik metotta ise sisteme hava verilir. Kompostlaştırma prosesinin reaktör içinde gerçekleştiği kompostlaştırma sistemleri, kapalı reaktör kompostlaştırma sistemleri olarak bilinirler.
Aktarmalı Yığında Kompostlaştırma: Aktarmalı yığında kompostlaştırma dünyada yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu tip kompostlaştırmada 2-3 metre yükseklik ve 3-5 metre genişlikte oluşturulan yığınlar 100 metre uzunlukta olabilir. Bu yöntemde oluşturulan yığınlar periyodik olarak özel ekipmanlarla karıştırılarak oluşan ısının serbest bırakılması ve anaerobik şartların oluşumunun engellenmesi gerekmektedir. Genellikle bu ekipmanlar yığın içinde optimum nem düzeyini sağlamak için su temin sistemiyle donatılmıştır. Bu sayede hem karıştırma hem de nemlendirme işlemi gerçekleştirilebilir. Aktarmalı yığında kompostlaştırma diğer teknolojilere göre daha az maliyetlidir. Ancak diğer teknolojilere göre kontrolü daha zordur. İstenmeyen kokuların oluşumu söz konusudur. Şekil 5’te aktarmalı yığında kompostlaştırma işlemi şematik olarak verilmiştir. 
Aktarmalı yığında kompostlaştırma kişi başına alan ihtiyacı yaklaşık 0,03 m2/kişi’dir. Aktarmalı yığında kompostlaştırmada kullanılacak hammaddeler gıda atıkları içermez. Aksi takdirde gıda atıklarının bozunması sırasında oluşan istenmeyen kokular yakın çevredeki yerleşim alanlarını rahatsız edebilir. Ayrıca yığınlarda gıda atıklarının bulunması, kuşların yığınlara musallat olmasına ve proseste sorun teşkil etmelerine neden olabilir. Kompostlaştırma sürecinde gerçekleşen ekzotermik reaksiyon, organik maddenin molü başına yaklaşık 616 kcal ısı açığa çıkmasına sebep olur. Aktarmalı yığında kompostlaştırma uygulamalarında, oksijen sistemde biyolojik olarak parçalanmada her zaman için mevcut değildir. Örneğin yığının merkezinde biyolojik parçalanma için gereken oksijen yığının porozitesine ve aktarma sıklığına bağlıdır. Aktarmalı yığında kompostlaştırma sistemlerinin:

1) Yatırım ve işletme maliyeti düşüktür
2) Arazi ihtiyacı yüksektir
3) Yağışlı havalara ve soğuğa karşı duyarlı olduğu için kapalı alanlarda veya yağışlı olmayan bölgelerde kullanılması gerekir
4) Üstü kapatılmadığı durumda koku ve sinek problemi görülebilir
5) Karıştırmadan kaynaklanan fazla hava etkisi nedeniyle parçalanma için gerekli sıcaklık sağlanamayabilir.
Tablo 4’te aktarmalı yığında kompostlaştırma prosesi için tasarım parametreleri verilmiştir.
Şekil 6’da aktarmalı yığında kompostlaştırma sistemlerine ait uygulama örnekleri görülmektedir.

Havalandırmalı Statik Yığında Kompostlaştırma: Havalandırmalı statik yığında kompostlaştırma sistemi, aktarmalı yığında kompostlaştırma sistemine benzemektedir. Ancak bu sistemde yığınların altına yerleştirilen delikli boru sistemi ile blowerlardan hava verilerek yığınlar karıştırılmadan kompost oluşumu sağlanmaktadır. Organik atıklar genellikle parçalandıktan sonra yığınlarda biriktirilmektedir. Bu sistemlere dışarıdan hava verildiği için tüm yığın azot, karbondioksit ve oksijenin geçişine izin veren, organik madde ve nemi ise yığında tutan özel bir membran kumaş  ile kapatılabilir (Şekil 7b). Şekil 7‘de havalandırmalı statik yığınlarda kompostlaştırma işlemi görülmektedir. Membran malzemenin lif yapısı havaya direnç gösterir; nemin ve karbondioksitin geçişine izin verirken, içerdeki ısının, kokunun ve bakterilerin içerde kalmasını sağlar. Sistemdeki sıcaklığı ve nemi  kontrol eden sensörler yardımıyla sıcaklığın düşmesi veya artması durumunda otomatik devreye giren havalandırma sistemi uygulanır (Şekil 7b).

Havalandırmalı statik yığında kompostlaştırma: Maliyet ve işletme karmaşıklığına göre, havalandırmalı statik yığınlar, aktarmalı yığında kompostlaştırma ile reaktörde kompotlaştırma sistemi arasındadır. Sistem ilk olarak susuzlaştırılmış arıtma çamurları için uygulanmakla birlikte daha sonraları kentsel katı atıklar için de uygulanmaya başlanmıştır. Ayrıca arıtma çamurlarının bu yöntemle kompostlaştırılması, evsel katı atıklara göre daha kısa sürede gerçekleştirilmektedir. Şekil 8’de havalandırmalı statik yığında kompostlaştırma sistemine ait resimler verilmiştir.

Reaktörde Kompostlaştırma Sistemleri
Reaktörde kompostlaştırmada organik atıklar, bahçe ve gıda atıkları yüksek derece kontrol altında kompost haline dönüştürülür. Bir reaktör sisteminde neredeyse tüm parametreler (oksijen ve nem seviyeleri) en yüksek dönüşüm oranları için optimize edilebilir. Tipik bir tesiste sistem ve hava filtrasyon ünitesi, reaktör ve bir hava üfleyen (blower) ekipmandan oluşur. Reaktörde kompostlaştırma sistemi yatay ve düşey tip olmak üzere ikiye ayrılır (Şekil 9).
Aşağıda reaktörde kompostlaştırma sistemine ait uygulama örnekleri özetlenmiş ve halihazırda uygulanmakta olan tesislerden örnekler verilmiştir.
Döner Tambur Sisteminde Kompostlaştırma: Bu sistemlerde döner tambur dakikada 1-10 tur dönmektedir. Tipik bir tambur 3 metre çapındayken uzunluğu 56 metreye kadar çıkabilmektedir. Dönmenin etkisiyle karıştırılan malzeme, reaktanların sisteme homojen bir şekilde dağılmasına ve sistemde yüksek oranda biyolojik dönüşüme uğramasına neden olmaktadır. Kompostlaştırma süreci iki aşamada gerçekleşmektedir:
1) 1-6 gün: Döner tamburda aktif kompostlama süresi
2) 1-3 ay: Yığın sisteminde stabil hale gelme. İkinci aşamanın sebebi tamburdan çıkan ürünün tam olarak stabil olmamasından kaynaklanır.

Kapalı Karıştırmasız Tip Kompostlaştırma Sistemleri: Bu tip sistemlerde kapalı bir reaktörde basınçlı hava verilerek kompostlaştırma kontrollü bir şekilde gerçekleştirilmektedir.

Karıştırmalı Kompostlaştırma Sistemleri: Bu sistemler üstü kapalı ve açık olarak dizayn edilmektedirler. Aşağıdaki şekillerde sistemlere ait şematik gösterimler ve uygulama örnekleri verilmiştir.
Düşey Tünel Tipli Kompostlaştırma Sistemleri: Bu proses küçük ve orta ölçekli belediyeler ve sanayi kuruluşları için uygundur. Kompostlaştırma  işlemi modüler, paslanmaz çelikten yalıtılmış, 4,5 metre yükseklikte ve 2,5 metrekare prizma odaların içinde gerçekleşir. Her bir oda başına günlük 10 ton yükleme işlemi gerçekleştirilebilir. Odaların sayısı  sistemin kapasitesine göre artırılabilir. Ticari olarak kullanılmakta olan VCU kompostlaştırma sistemi bu sisteme örnek olarak verilebilir. Sistem yıllık 5000- 40.000 ton arasında atıkların işlenmesi için tercih edilebilir. Doğal olarak havalandırmanın yapıldığı bu sistem enerji tasarrufludur. Minimum hareketli parçaları sayesinde bakım ve işletme maliyetleri çok düşüktür.

Basit Kompostlaştırma Sistemleri
Pasif yığında kompostlaştırma: Doğal hava hareketlerinden faydalanılarak gerçekleştirilen kompostlaştırma sistemidir. Yığın tabanına yerleştirilen delikli borular vasıtasıyla sıcaklık farkından dolayı sisteme hava girişi olmaktadır. Bu yüzden atık yüksekliği 1-1.5 metre ile sınırlıdır.
Basit kompostlaştırma sistemleri; çukur kompost yöntemi, kanal kompostu, çöp kapları ile kompostlaştırma, solucan ile kompostlaştırma, bahçe tipi kompostlaştırma sistemleri olmak üzere küçük ölçekli kompostlaştırma yöntemleridir.
 

---

R E K L A M