Geri dönüşüm

Geri dönüşüm terim olarak, kullanım dışı kalan geri dönüştürülebilir atık malzemelerin çeşitli geri dönüşüm yöntemleri ile ham madde olarak tekrar imalat süreçlerine kazandırılmasıdır.

Tüketilen maddelerin yeniden geri dönüşüm halkası içine katılabilmesi ile öncelikle ham madde ihtiyacı azalır. Böylece insan nüfusunun artışı ile paralel olarak artan tüketimin doğal dengeyi bozması ve doğaya verilen zarar engellenmiş olur. Bununla birlikte yeniden dönüştürülebilen maddelerin tekrar ham madde olarak kullanılması büyük miktarda enerji tasarrufunu mümkün kılar. Örneğin, yeniden kazanılabilir alüminyumun kullanılması alüminyumun sıfırdan imal edilmesine oranla %35'e varan enerji tasarrufu sağlamaktadır.

Atık malzemelerin ham madde olarak kullanılması çevre kirliliğinin engellenmesi açısından da önemlidir. Kullanılmış kâğıdın tekrar kâğıt imalatında kullanılması hava kirliliğini %74-94, su kirliliğini %35, su kullanımını %45 azaltabilmektedir. Örneğin bir ton atık kâğıdın kâğıt hamuruna katılmasıyla 8 ağacın kesilmesi önlenebilmektedir.

Geri dönüşüme olan ihtiyacın başlamasında savaşlar nedeniyle ortaya çıkan kaynak sıkıntıları etkili olmuştur. Büyük devletler, II. Dünya Savaşı sırasında ülke çapında geri dönüşümle ilgili kampanyalar başlatmışlardır. Vatandaşlar özellikle metal ve fiber maddeleri toplama konusunda teşvik edilmişlerdir. ABD'de geri dönüşüm işlemi yurtseverlik anlayışında çok önemli bir yer edinmiştir. Hatta, savaş sırasında oluşturulan kaynak koruma programları, doğal kaynakları kısıtlı bazı ülkelerde (Japonya gibi), savaş sonrası da devam ettirilmiştir.

Geri dönüşüm bilincini topluma yaymak için en önemli unsurlardan biri eğitimdir. Son dönemlerde eğitim programlarında geri dönüşüme dünyada önem verilmektedir. Geri dönüşümün dünyanın geleceğine sunacağı katkılar çevre duyarlılığı başlığı altında bu programlarda yer bulmuştur. Özellikle kâğıt, plastik şişe ve kavanoz gibi kolaylıkla dönüştürülebilecek maddeler, okullarda hayata geçirilen geri dönüşüm fikirlerinin ana maddeleridir.

Geri dönüşümün başarısını eğitim kadar etkileyecek bir diğer husus ise ekonomidir. Ancak yeterli satın alma gücüne sahip tüketiciler çevreye duyarlı seçeneklere yönelebilir. Bu durum da üreticileri ürünlerindeki geri dönüştürülmüş malzeme miktarını artırmaya teşvik edebilir. Ayrıca tüketiciye geri dönüştürülecek ürünü bu sürece dâhil etme konusunda açık yönergeler vermek de oldukça önemlidir.

Alüminyum: Atık alüminyum küçük parçacıklar hâlinde doğranır. Daha sonra bu parçalar büyük ocaklarda eritilerek, dökme alüminyum üretilir. Bu sayede atık alüminyum, saf alüminyum ile neredeyse aynı hâle gelir ve üretimde kullanılabilir. 1 ton metal atığın geri dönüştürülmesi sonucunda 1300 kg ham madde tasarrufu sağlanır. Örneğin; Türkiye'de yıllık olarak toplam 2 milyon tona ulaşmaktadır.

Beton: Beton parçalar, yıkım alanlarından toplanarak kırma makinalarının bulunduğu yerlere getirilir. Kırma işleminden sonra ufak parçalar, yeni işlerde çakıl olarak kullanılır. Parçalanmış beton, eğer içeriğinde katkı maddeleri yoksa yeni beton için kuru harç olarak da kullanılabilir.

Kâğıt: Kâğıt öncelikle kâğıt hamuru hazırlamak için su içerisinde liflerine ayrılır. Eğer gerekirse içindeki lif olmayan yabancı maddeler için temizleme işlemine tabi tutulur. Mürekkep ayırıcı olarak, sodyum hidroksit veya sodyum karbonat kullanılır. Daha sonra hazır olan kâğıt lifleri, geri dönüşmüş kâğıt üretiminde kullanılır. 1 ton kullanılmış kâğıt atığının geri dönüşümü sonucunda, 16 adet yetişmiş çam ağacı ve 85 metrekarelik ormanlık alan tahrip edilmeyecektir. Örneğin; Türkiye genelinde yılda 80 milyon çam ağacı ve 40.000 hektar ormanlık arazi korunmuş olabilecektir.

Plastik: Plastik atıklar öncelikle cinslerine göre ayrılarak geri dönüşüm işlemine tabi tutulur. Cinslerine göre ayrılan geri dönüşebilir plastik atıklar, kırma makinelerinde kırılıp küçük parçalara ayrılır. İşletmeler bu parçaları doğrudan belli oranlarda, orijinal ham madde ile karıştırarak üretim işleminde kullanabildiği gibi; tekrar eritip katkı maddeleri katarak ikinci sınıf ham madde olarak da kullanabilir. 1 ton plastik ambalaj atığının geri dönüşümü sonucunda 14000 kWh enerji tasarrufu sağlanmış olur. Örneğin; Türkiye genelinde tasarruf edilebilecek enerji miktarı yıllık 4 Milyon Megawatt saattir (MWh).

Cam: Cam atıklar (şişe, kavanoz vb.) toplama kutularında toplanır ve bu atıklar renklerine göre ayrılarak geri dönüşüm tesislerine verilir. Burada atık ve katkı maddelerinden ayrılır. Burada cam kırılır ve ham madde karışımına karıştırılarak eritme ocaklarına dökülür. Bu şekilde tekrar cam olarak kullanıma geçer. Kırılan cam, beton katkısı ve camasfalt olarak da kullanılmaktadır. Camasfalta %30 civarında geri dönüşmüş cam katılmaktadır. Cam bu şekilde sonsuz bir döngü içinde geri dönüştürülebilir, yapısında bozulma olmaz. 1 ton cam atığının geri dönüşümü sonucu 100 litre benzin tasarrufu sağlanmaktadır. Örneğin; Türkiye genelindeki cam atıkların geri dönüştürülmesinden yıllık 15 milyon litre benzin tasarruf edilebilecektir.

Solvent Bazlı Atıklar: Solvent bazlı atıklar kaynama noktaları farkından yararlanılarak geri dönüşümleri sağlanmaktadır. Kirletici maddelerden solventi temizlemek için kaynama noktasına kadar solvent içeren kirleticili madde ısıtılarak solvent buharlaştırılır ve buhar tekrar soğutularak sıvı hâle getirilir. Bu sayede solvent kirletici diğer maddelerden temizlenmiş olur. İmalat sırasında açığa çıkan bu atık solventlerin geri dönüşümü sonsuz bir şekilde devam etmektedir. Çünkü arıtılıp temizlenen solventler eski özelliklerinden ayrılmadan tekrar saf hâllerine geri dönmektedirler.

Genel atık akışından geri dönüştürülen maddeleri toplamak için, kamu yararı ile devlet kolaylığı ve masrafı arasındaki değiş tokuş yelpazesinde farklı yerleri işgal eden bir dizi sistem uygulanmıştır. Toplamanın üç ana grubu bırakma merkezleri, geri alım merkezleri ve kaldırım kenarında toplama şeklindedir. Geri dönüşüm maliyetinin yaklaşık üçte ikisi toplama aşamasında gerçekleşir.

Kaldırım kenarı toplama, çoğunlukla geri dönüştürülen malzemelerin işlem sırasında nerede sıralandığı ve temizlendiğine göre farklılık gösteren, pek çok farklı sistemi kapsar. Ana kategoriler, karışık atık toplama, karıştırılmış geri dönüştürülebilir maddeler ve kaynak ayırmadır. Bir atık toplama aracı genellikle atıkları alır.

Karışık atık toplamada, geri kazanılan atıklar geri kalan atıklarla karıştırılarak toplanır ve istenilen malzemeler ayrıştırılarak merkezi bir ayrıştırma tesisinde temizlenir. Bu, büyük miktarda geri dönüştürülebilir atığın (özellikle kağıt) yeniden işlenemeyecek kadar kirli olmasına neden olur, ancak avantajları da vardır: Kentin geri dönüştürülen atıkların ayrı toplanması için ödeme yapmasına gerek yoktur, halk eğitimine ihtiyaç yoktur ve belirli malzemelerin geri dönüştürülebilirliğindeki herhangi bir değişiklik, ayırma işleminin gerçekleştiği yerde uygulanır.

Karıştırılmış veya tek-akışlı sistemde, geri dönüştürülebilir maddeler karıştırılır ancak geri dönüştürülemeyen atıklardan ayrı tutulur. Bu, toplama sonrası temizlik ihtiyacını büyük ölçüde azaltır, ancak hangi malzemelerin geri dönüştürülebilir olduğu konusunda halk eğitimi gerektirir.

Kaynak ayırma, her malzemenin toplamadan önce temizlendiği ve sıralandığı diğer uç noktadır. En az toplama sonrası sıralama gerektirir ve en saf geri dönüşüm ürünlerini üretir. Ancak, her bir materyali toplamak için ek işletme maliyeti'leri gerektirir ve geri dönüşümden kontaminasyon kaçınmak için kapsamlı halk eğitimi gerektirir. Oregon, ABD'de, Oregon DEQ çok aileli mülk yöneticileriyle anket yaptı; yaklaşık yarısı, geçiciler gibi izinsiz kişilerin toplama alanlarına erişmesi nedeniyle geri dönüştürülebilir maddelerin kontaminasyonu da dahil olmak üzere sorunlar bildirdi.

Kaynak ayırma, harmanlanmış (karışık atık) toplamanın yüksek maliyeti nedeniyle tercih edilen yöntemdi. Ancak, ayırma teknolojisindeki ilerlemeler bu ek yükü önemli ölçüde azalttı ve kaynak ayırma programları geliştiren birçok alan, "karışık toplama" (ing:co-mingled collection) olarak adlandırılan şeye geçiş yaptı.

Geri alım merkezlerinde, ayrılmış, temizlenmiş geri dönüşüm ürünleri satın alınır, bu da kullanım için açık bir teşvik sağlar ve istikrarlı bir tedarik yaratır. Sonradan işlenmiş malzeme daha sonra satılabilir. Karlıysa, bu, sera gazı emisyonunu korur; kârsızsa, emisyonlarını arttırır. Geri alım merkezlerinin uygulanabilir olması için genellikle devlet sübvansiyonlarına ihtiyacı vardır. ABD Ulusal Atık ve Geri Dönüşüm Derneği tarafından hazırlanan 1993 tarihli bir rapora göre, 30 dolara yeniden satılabilen bir ton malzemeyi işlemek ortalama 50 dolar tutar.

2017 yılında, ana bileşeni olan kumun düşük maliyeti nedeniyle cam esasen değersizdi. Benzer şekilde, düşük petrol maliyetleri plastik geri dönüşümünü engelledi.

Bırakma merkezleri, atık üreticisinin geri dönüştürülen maddeleri merkezi bir konuma (kurulu veya mobil toplama istasyonu ya da yeniden işleme tesisinin kendisi) taşımasını gerektirir. Oluşturulması en kolay toplama türüdür, ancak düşük ve öngörülemeyen verimden muzdariptirler.

Plastik gibi bazı atık malzemeler için, recyclebot geri dönüşüm robotu'ları (ing:recyclebot) adı verilen yeni teknik cihazlar, dağıtılmış geri dönüşüm biçimini mümkün kılar. Başlangıç yaşam döngüsü analizi (ing:life-cycle analysis) (LCA), kırsal bölgelerde 3D yazıcılar için filament yapmak üzere HDPE'nin bu tür dağıtılmış geri dönüşümü, ham reçine kullanmaktan veya ilgili nakliyeleri ile birlikte geleneksel geri dönüşüm süreçlerini kullanmaktan daha az enerji tükettiğini gösterir.

Karıştırılmış geri dönüşüm ürünleri toplanıp bir malzeme geri kazanım tesisine teslim edildikten sonra, malzemelerin ayrılması gerekir. Bu, birçoğu otomatik süreçleri içeren bir dizi aşamada gerçekleştirilir ve bir kamyon dolusu malzemenin bir saatten kısa sürede tamamen ayıklanmasını sağlar. Bazı tesisler artık malzemeleri otomatik olarak ayrıştırabilir; bu tek-akışlı geri dönüşüm olarak bilinir. Otomatik sıralamaya robotik ve makine öğrenimi yardımcı olabilir. Fabrikalarda kağıt, farklı plastik türleri, cam, metaller, yiyecek artıkları ve çoğu pil türü dahil olmak üzere çeşitli malzemeler ayrılır. Bu tesislerin bulunduğu alanlarda geri dönüşüm oranlarında %30'luk artış görülmüştür. ABD'de 300'den fazla malzeme geri dönüşüm (inb: recovery) tesisi vardır.

İlk olarak, karıştırılmış geri dönüşüm ürünleri toplama aracından çıkarılır ve tek bir katmana yayılmış bir konveyör bandına yerleştirilir. oluklu mukavva ve plastik torbaların büyük parçaları, daha sonra makinelerin sıkışmasına neden olabileceğinden, bu aşamada elle çıkarılır.

Daha sonra, disk ekranlar (ing:disk screens) ve hava sınıflandırıcılar (ing:air classifiers) gibi otomatik makineler, geri dönüştürülen maddeleri ağırlığa göre ayırarak, daha hafif kağıt ve plastiği daha ağır cam ve metalden ayırır. Karton, karışık kağıttan çıkarılır ve en yaygın plastik türleri—PET (#1) ve HDPE (#2)—toplanır böylece bu malzemeler uygun şekilde toplama kanallarına yönlendirilebilir. Bu genellikle elle yapılır; ancak bazı sınıflandırma merkezlerinde, spektroskopik tarayıcılar, absorbe edilen dalga boylarına göre kağıt ve plastik türleri arasında ayrım yapmak için kullanılır. Kimyasal bileşim'deki farklılıklar nedeniyle plastikler birbirleriyle uyumsuz olma eğilimindedir; polimer molekülleri yağ ve su gibi birbirini iter.

Demir içermeyen metal'ler manyetik girdap akımı'larınca (ing: eddy current) atılır: Dönen bir manyetik alan indükler alüminyum kutuların etrafında elektrik akımı oluşturarak, kutuların içinde büyük bir manyetik alan tarafından itilen bir girdap akımı oluşturarak kutuları akıştan çıkarır.