Katı atık düzenli depolama sahalarında depo gazından enerji elde edilmesi ve depo gazı oluşumunu etkileyen faktörler
Obtaining energy from storage gas in solid waste landfills and factors affecting storage gas formation
Yazar: AYŞE CİHAN KESKİN
Danışman: PROF. DR. BASRİ ERTAŞ
Avrasya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Depo gazı = Landfill gas ; Elektrik üretimi = Electricity generation ; Katı atıklar = Solid wastes

Özet:
Dünya genelinde nüfusun giderek artmasıyla birlikte insanların tüketim alışkanlıklarının değişmesi, birçok ülke için atıkların bertarafını büyük bir sorun haline getirmektedir. Bu konuda yapılan araştırmalar ve teknolojideki gelişmeler sayesinde atıklar, bir sorun olarak değil enerji üretebilmek amacıyla bir ham madde olarak değerlendirilmeye başlanılmıştır. Atıkların enerjiye dönüştürülmesi için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Düzenli depolama, yakma, gazlaştırma, piroliz ve anaerobik çürütme bu yöntemlerin başlıcalarıdır.
Düzenli depolama, atıkların yeraltı ve yer üstünde çeşitli mühendislik hesaplarına göre depolanması yöntemi olup depolanan atıktan oluşan depo gazından motorlar sayesinde elektrik üretilerek enerji geri kazanımı sağlanmaktadır. Yakma yönteminde, kontrollü bir şekilde yakılan atıklardan ısı geri kazanımı elde edilerek buhar türbinleri vasıtasıyla elektrik enerjisi üretimi yapılmaktadır. Gazlaştırma yönteminde, ilk aşamayı daha düşük sıcaklık ve oksijensiz ortamda atığın yakılması yöntemi olan piroliz içermektedir. Daha sonrasında aynı ortama oksijen ilave edilerek yüksek sıcaklıklı reaksiyonlar ile molekül ağırlığı az gaz üretilir. İçten yanmalı motorlar veya broylerler kullanılarak gazdan enerji geri kazanımı sağlanmaktadır. Tüm bu yöntemlerin olumlu ve olumsuz yönleri olmakla birlikte seçilecek yöntem atığın bileşimi, miktarı ve yerel şartlara bağlı olarak yapılmalıdır.
Bu çalışmada atık yönetimi, katı atıkların bertarafında kullanılan yöntemler, katı atık düzenli depolama sahalarında depo gazı oluşumu, depo gazından enerji elde edilmesi, depo gazı oluşumunu etkileyen faktörlerle ile ilgili hususlar değerlendirilerek çözüm önerilerinde bulunulmuş, Trabzon ve Rize İlleri Katı Atık Tesisleri Yapma ve İşletme Birliği (TRAB-Rİ KAB) tarafından bertarafı yapılan evsel katı atıkların depolandıktan sonra oluşan depo gazından enerji elde edilmesi konusu incelenmiştir.
TRAB-Rİ KAB'a üye belediyelerin 2047 yılına kadar oluşturacakları tahmini nüfusu, katı atık miktarları, Tabasaran– Rettenberger, USEPA Landgem modelleri kullanılarak tahmini gaz oluşum miktarları ve elektrik enerjisi miktarları, gaz toplama sistemleri ve gaz oluşumunu etkileyen faktörler incelenmiştir. Birliğe ait katı atık düzenli depolama tesisinden alınan mevcut saha depo gazı verileri ile modellerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak tesiste depo gazı miktarını artırmak ve depo gazından daha yüksek düzeyde enerji edilebilmesi için neler yapılması gerektiği değerlendirilmiş ve bazı öneriler sunulmuştur.

Abstract:
With population growth around the world, people's changing consumption habits make waste disposal a major problem for many countries. Thanks to research on this issue and advances in technology, wastes have started to be evaluated not as a problem, but as raw materials for energy production. Various methods are used to convert waste into energy. Landfill, incineration, gasification, pyrolysis and anaerobic digestion are the main methods. Landfill is the storage of waste underground and above ground according to various engineering calculations, and energy recovery is achieved by generating electricity through engines from storage gas consisting of stored waste. In the incineration method, heat recovery is obtained from incinerated wastes in a controlled manner and electrical energy is produced by means of steam turbines. In the gasification method, the first stage involves pyrolysis, a method of burning waste in a lower temperature and oxygen-free environment. Later, by adding oxygen to the same environment, high-temperature reactions produce gas with a low molecular weight. Energy recovery from gas is achieved by using internal combustion engines or boilers. Although all these methods have positive and negative aspects, the method to be selected should be made depending on the composition, quantity and local conditions of the waste. 
In this study, issues related to waste management, methods used in solid waste disposal, storage gas formation in solid waste landfills, energy extraction from storage gas, factors affecting storage gas formation were evaluated and solution suggestions were made, The issue of obtaining energy from the landfill gas formed after the domestic solid wastes disposed of by the Trabzon and Rize Provinces Solid Waste Facilities Construction and Operation Association (TRAB-RI KAB) has been examined.
Estimated population of TRAB-RI Kab member municipalities by 2047, solid waste amounts, by using Tabasaran– Rettenberger, USEPA landgem models estimated gas formation quantities and electrical energy quantities, gas collection systems and factors affecting gas formation were studied. Increasing the amount of landfill gas in the facility by comparing the existing landfill gas data obtained from the solid waste landfill facility of the Union with the results obtained from the models and what should be done to achieve a higher level of energy from storage gas has been evaluated and some recommendations have been presented.