Bingöl atıksu arıtma tesisi karbon ayak izinin CCALC2 ve GPS-X yöntemine göre değerlendirilmesi
Evaluation of carbon footprint of bingol wastewater treatment plant according to CCALC2 and GPS-X method
Yazar: FATMA ATEŞ
Danışman: PROF. DR. NÜSRET ŞEKERDAĞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Atık su arıtma tesisleri = Waste water treatment plants ; Kentsel atık sular = Municipal waste waters

Özet:
Sera gazı miktarlarındaki artış küresel ısınmaya, yağış rejimlerinde değişikliklere neden olmakta, bunun sonucunda da sıcaklık dalgası, kuraklık, taşkın gibi olaylar gözlenmektedir. Dünyada küresel ısınma ve iklim değişikliği tehdidine karşı düşük karbonlu ekonomiye geçilmesi ve karbon ayak izinin azaltılması önemli hale gelmiştir. Çevreyi korumak ve oluşan atıkları bertaraf etmek için oluşturulan atıksu arıtma tesislerinin tüm çevresel etkilerini incelemek için son yıllarda karbon emisyon değeri de ölçülmeye başlanmıştır.
Sera Gazı Protokolü'ne göre, Kapsam 1'de tesis sınırları içinde atıksu arıtımından kaynaklanan ve biyojenik olmayan sera gazı emisyonları, tesisten doğrudan salınan sera gazı emisyonu çerçevesinde raporlanmaktadır. Kapsam 2'de, tesiste kullanılmak üzere dışarıdan alınan enerjiye bağlı sera gazı emisyonu raporlanmaktadır. Bu çalışmada Bingöl İlinde evsel atıksuyun arıtılması için faaliyet göstermekte olan Bingöl Atıksu Arıtma Tesisinin karbon ayak izinin hesaplanması biyolojik faaliyetler için Kapsam 1, kullanılan elektrik enerjisi için Kapsam 2 çerçevesinde incelenmiştir. Ulusal sera gazı emisyonlarını belirlemek amacıyla, IPCC tarafından seçilen emisyon faktörlerini içeren, IPCC (2006) Ulusal Sera Gazı Envanteri Rehberi ile evsel atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan karbon emisyonu miktarları hesaplanabilmektedir. Fakat son yıllarda, matematiksel modeller ve bilgisayar simülasyonları ile tesise özgü koşullar dikkate alınarak tesislerden kaynaklanan karbon emisyonu daha hassas tahmin edilebilmektedir. Bu nedenle bu çalışmada Bingöl Atıksu Arıtma Tesisi'nin 2018 ve 2019 yıllarına ait verileri kullanılarak GPS-X simülasyon programı ile biyolojik faaliyetler sonucu oluşan karbon emisyonu ve CCALC2 programı ile elektrik tüketimi sonucu oluşan karbon ayak izi hesaplanmıştır. Bu iki programdan elde edilen toplam CO2 emisyon miktarı 45238,33 ton CO2 eşd./yıl olarak hesaplanmıştır. Bingöl Atıksu Arıtma Tesisinde biyolojik faaliyetler ile ortaya çıkan karbon ayak izi miktarının elektrik tüketimi ile ortaya çıkan karbon ayak izinden büyük olduğu sonucuna varılmıştır. 
Mevcut atıksu arıtma tesislerinin çevresel sürdürebilirliğe katkısını arttırmak için bazı değişikliklerin yapılması yerinde olacaktır. Bunlar, atıksu arıtma tesisi tasarımlarının geliştirilmesi, optimum işletme tedbirlerinin uygulanması, atıktan enerji üretim üniteleri eklenmesi, makine ve enerji kullanım teknolojilerinin mevcut tesislere entegre edilmesi, atıksu arıtma tesislerini işletme verimliliğinin artırılması olarak değerlendirilebilir. Bu değişliklerle ile atıksu arıtma tesislerinden kaynaklanan karbon ayak izi miktarları düşürülebilir.

Abstract:
The increase in the amount of greenhouse gas causes global warming and changes in precipitation regimes, which makes it necessary to observe events such as heat wave, drought and flood. It has become important to changeover to a low carbon economy and reduce the carbon footprint against the threat of global warming and climate change in the world. The carbon emission value has also been measured recently in order to examine all environmental impacts of wastewater treatment plants established to protect the environment and eliminate waste generated.
According to the Greenhouse Gas Protocol, in Scope 1, non-biogenic greenhouse gas emissions arising from wastewater treatment within the boundaries of the facility are reported within the framework of greenhouse gas emissions released directly from the facility. In Scope 2, greenhouse gas emissions due to the energy taken from outside to be used in the facility are reported. In this study, the calculation of the carbon footprint of the Bingöl Wastewater Treatment Plant, which operates for the treatment of domestic wastewater in Bingöl Province, has been examined within the scope of Scope 1 for biological activities and Scope 2 for the electrical energy used. In order to determine national greenhouse gas emissions, the amount of carbon emission from domestic wastewater treatment plants can be calculated with the IPCC (2006) National Greenhouse Gas Inventory Guide, which includes the emission factors selected by the IPCC. However, in recent years, the carbon emission arising from the facilities can be predicted more precisely by taking into account the plant-specific conditions with mathematical models and computer simulations. Hence, in this study, carbon emission resulting from biological activities with GPS-X simulation program and carbon footprint resulting from electricity consumption with CCALC2 program were calculated using the data of Bingöl Wastewater Treatment Plant for the years 2018 and 2019. The total amount of CO2 emission obtained from these two programs was calculated as 45238.33 tons of CO2 eq./year. It was concluded that the carbon footprint generated by biological activities in Bingöl Wastewater Treatment Plant is greater than the carbon footprint generated by electricity consumption.
It would be appropriate to make some changes to increase the contribution of existing wastewater treatment plants to environmental sustainability. These can be considered as developing wastewater treatment plant designs, implementing optimum operational measures, adding waste-to-energy production units, integrating machinery and energy use technologies into existing facilities, and increasing the efficiency of wastewater treatment plants. With these changes, the carbon footprint of wastewater treatment plants can be reduced.