Tehlikeli atık yakma tesisi taban küllerinin beton hammaddesi olarak kullanılması ile bertaraf edilmesinin araştırması
Investigation of potential uses of hazardous waste incinerator bottom ash in concrete as raw material
Yazar: ÖMER ÖLMEZ
Danışman: DOÇ. DR. SELİM L. SANİN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton = Concrete ; Kül = Ash ; Taban külü = Bottom ash ; Tehlikeli atıklar = Hazardous wastes

Özet:
Bir maddenin atık sınıfına sokulabilmesi için bu maddenin; son kullanım süresi geçmiş sahibi tarafından kullanılmayan, standart dışı, kimyasal veya fiziksel yapısı değişmiş olup amacına yönelik kullanımı mümkün olmayan, içerisine başka madde karışmış, üretimden kaynaklanan artık olması veya yasalar ile kullanımı yasaklanmış olması gerekmektedir.Tehlikeli atık ise yönetmeliklerle belirtilmiş bazı eşik konsantrasyonların üzerinde özelliklere sahip olan veya yine yönetmelikle belirtilmiş bazı işlemlerden çıkan atıklara denir.Tehlikeli veya tehlikesiz tüm atıkların geri kazanılması veya bertaraf edilmesi tüm atık üreticileri için bir sorun haline gelmiş, atıklarına gerekli müdahaleyi yapmayan üreticiler bazı cezai yaptırımlarla yüz yüze kalmışlardır.Bu nedenle atık üreticileri atıklarını geri kazanma, çeşitli formlarda depolama ve yakma gibi birçok yasal metot geliştirmişlerdir. Geri kazanma yöntemi her atık için uygulanamaz. Depolama yönteminde ise uygun alan bulunması zordur ve yatırım maliyeti çok yüksektir. Bu sebeplerden dolayı bazı atık üreticileri yakma metodunu tercih etmişlerdir. Ancak yakılan atıklardan kaynaklanan taban külleri - her ne kadar atığa oranla daha az yer kaplasa da ? bertaraf sorununu ortaya çıkarmaktadır.Bu çalışmada; yakma metodunu kullanan tehlikeli atık üreticilerinin en büyük sorunu olan taban küllerin beton hammaddesi olarak kullanılıp kullanılamayacağı araştırılmıştır.Öncelikle beton kullanımına uygun hale getirilen taban külü belli oranlarda çimento ve agrega yerine kullanılarak beton karışımı hazırlanmıştır. Beton tazeyken sıcaklık, akışkanlık deneyleri yapılmış, daha sonra sertleşen betona kırılma, SEM Analizi (Scanning Electron Microscopy), X ışınları kırınım ile malzemelerin içerik analizi ve TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) testleri uygulanmıştır. Tüm bu testlerin sonucunda 28 gün sonunda tamamen sertleşen betonun dayanımının standart betondan daha az olduğu görülmüştür.Sonuç olarak çimento taban külü karıştırılarak hazırlanan betonun dayanıklılık gerektiren yapılarda ve malzemelerde kullanılamayacağı görülmüştür. Kül agrega yerine karıştırıldığında beton uygulamalarında kullanımının dayanım açısından mümkün olduğu görülmüştür. TCLP deney sonuçları taban külü karıştırılan betonların kullanımının insan ve çevre sağlığı açısından zararı olmadığı göstermiştir. Ancak söz konusu betonun insan ve çevre sağlığına bir zararının olup olmadığının kesin olarak anlaşılması için pilot bir tesisin kurulup uzun süre takip edilmesi gerekmektedir.

Abstract:
In order to classify a substance as waste material; one of the following descriptions should match. Its end-use date has to be expired, not used by the owner, to be non-standard, its chemical or physical structure has to be altered and not possible to use for its aimed purpose, mixed with other substances, to be a residue after its production process or either its usage has to be prohibited by laws.As for Hazardous Waste material; it either should have properties over few threshold concentrations, as specified by regulations or have been resulted from some processes which is again specified by the regulations.Recycling or Disposal of the whole Hazardous or non-hazardous waste materials have become a serious concern for the waste material producers. The producers, who have not made any required intervention for their waste material, faced with some penalty sanctions.Therefore, waste material producers had to start researching few legal methods regarding their waste material such as; recycling, storage in various forms and burning.Because of the recycling method has not been applicable for every waste material and the disadvantages on the storage method as finding the appropriate area and high investment cost some waste material producers decide on the burning method. However the bottom ash arising from incinerators ? even though, they are not bulky like the hazardous waste- disposal problems are revealed.In this study; the biggest problem of the bottom ash whether it can be used or not as concrete raw material which is formed out by the hazardous waste material producers who use the burning method, have been investigated.Firstly concrete is prepared with the bottom ash used as cement or aggregate. While the concrete were fresh, the temperature and liquidity tests have been performed. After, the refraction test, SEM analysis (scanning electron microscopy), XRF spectrometry (X-ray Fluorescence Spectrometer) and TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) tests were applied to the hardened concrete.As a result of all these tests, at the end of 28 days of fully strength of the hardened concrete was found to be less than standard concrete. As a result it was seen seen that; instead of cement, the concrete prepared by mixing bottom ash is not applicable to be used for strength required constructions and materials. On the other hand it was seen that according to pressure test results the usage of bottom ash as aggregates possible. TCLP Procedure showed that concrete with bottom ash has not any negative effect to people and environment. But it is not accept without any long period experience with the concrete contain bottom ash.