Akümülatör imalat tesisi arıtma çamurunun çimento ile katılaştırılarak kararlılaştırılmasının araştırılması
Investigation of stabilization of accumulator production plants treatment sludge via solidification with cement
Yazar: KAMİL BAHAÜDDİN VARINCA
Danışman: PROF. DR. TALHA GÖNÜLLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
ABD ve bazı AB ülkeleri gibi endüstrileşmiş ülkelerde, zararlı maddelerden çevreyi vetoplumu koruma üzerinde önemle durulmaktadır. Bu amaçla, bu tür maddeleri giderebilecekveya çevre için zarar verme özelliğini azaltacak birçok yönetim teknolojisi geliştirilmiştir. Buteknolojilerin kullanılması, atık türlerine, maliyete ve yürürlükte olan mevzuatın istediklerinegöre değişmektedir. Çimento esaslı bağlayıcıları kullanan katılaştırma-kararlılaştırmateknolojisi, onlarca yıldır radyoaktif ve zararlı atıkların yönetiminde uygulanmıştır. Yakınzamanda, AB'nin 1999'da katı atık depo yerleri için yürürlüğe soktuğu direktife göre; zararlıolduğu bilinen endüstriyel atıklara ilave olarak, içinde bazı zararlı bileşenleri içeren bazı atıktürlerinin uzaklaştırılmasına da uygulanmasını sağlayıcı sınırlar getirilmiştir. Ancakülkemizde 2005'te düzeltilerek yürürlüğe giren Tehlikeli Atıkların Kontrolü Yönetmeliğiiçinde bu teknoloji geçmeye başlamıştır. Ülkedeki mevcut altyapı, oluşan zararlı atıklarıuzaklaştırmaya yetmekten çok uzak olduğundan ve yönetimin hukuksal açıklarındankaynaklanarak, hâlihazırda, birçok muhtemel zararlı atık gözden kaçmakta ya depolanmaktaya da arazilere gelişigüzel bırakılmaktadır.Katılaştırma-kararlılaştırma ile ilgili laboratuvar tecrübeleri, bu yöntemin inorganiklereuygulanabileceğini ortaya koymuştur. Organiklerin, donmayı ve kimyasal kararlılığın eldeedilmesini zorlaştırarak girişim yapıcı olduğu genel olarak belirlenmiştir. Katılaştırma-kararlılaştırma teknolojisinde kararlılaştırmayı sağlayan maddeler olan çimento esaslımaddeler (Portland, uçucu kül ve kireç) ve sodyum silikat, içinde az organik bulunaninorganik maddeler kullanılmıştır. Ayrıca, teknolojideki başarıyı kısmen azaltması söz konusubazı ağır metallerin yöntemle uyumluluğunu artırmak için çeşitli additifler üzerinde dedenemeler yapılmış ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.Bu çalışmada, geri kazanılması güç ve her zaman söz konusu olmayan zararlı atıkların,çimento ile katılaştırılması ile ağır metallerin sızmasının azaltılması, mevcut kaynakların,çevrenin ve toplum sağlığının korunması için başlangıç sağlanması ve bir araştırmaaltyapısının kurulması amaçlanmıştır.Bu çalışmanın temel hedefini oluşturan akümülatör fabrikası atıksu arıtma tesisi çamurlarının,üç farklı çimento türü ile K/K işlemine tabi tutulabilirliği araştırılmıştır. Bu maksatla,mukavemet ve sızma (TCLP) testleri yapılmıştır.52,5'luk çimento tipi ile yapılan denemelerde en yüksek mukavemet değerleri elde edilmiştir.Bununla birlikte tüm çimento tiplerinde karışımın içerisindeki atık oranı arttıkça mukavemetde genel bir düşüş sergilemektedir.Pb, Cd, Cr, Cu ve Ni metalleri için TCLP araştırması sonuçları; tüm metaller için %10 atıkoranından sonra eluata belirgin metal iyonu geçişinin başladığını göstermiştir.Anahtar kelimeler: Katılaştırma-kararlılaştırma, zararlı atık, zararlı atık bertarafı, çimento,arıtma çamuru, ağır metal, kurşun, mukavemet testi, sızma testi, TCLPx

Abstract:
The protection of environment and public health from hazardous constituents has been amajor concern of industrialized nations such as USA and some EC countries. By this purpose,various technologies have been developed which support to render a waste non-toxic or toreduce the potential for the release of toxic species into the environment. These technologiesof waste disposal are limited by the type of wastes, cost and valid legislation. Usingcementations binders, solidification/stabilization (S/S) technology example has beendesignated the best demonstrated available technology for radioactive and hazardous wastessince decades. In recent, EC 1999 Landfill Directive has brought some quite strict limitationsfor some wastes containing potential toxic compounds as well as hazardous industrial wastes,and got forced the applications of S/S technology. Unfortunately our country?s relatedhazardous waste legislation valid since 1995 does never cover S/S technology. After 2005year amendment, this situation has been corrected. Therefore many possibly harmful wastesare overlooked and are dumped into landfills or leaved onto fields casually.Experience from laboratory efforts has shown that S/S processes are much more viable forinorganic wastes than the organic wastes. Interfering effects in setting and chemical stabilityare often cited as evidences of cement based S/S not being adequate in treating some of theorganic wastes. The two principal constituents of most commercial fixing agents arecementations materials (Portland cements, fly ash, lime) and sodium silicate, but acombination of cement and soluble silicates has been found to be the best binder in thesolidification of a largely inorganic residue with trace concentrations of organic contaminant.On the other hand, in order to get compatibility with the waste components giving difficultysuch as heavy metals, many blends of different types of materials with cement have beingtested getting success.The objectives of present research are to investigate application of hazardous waste kinds thatrecycling of theirs is difficult and not feasible always, to save resources, environment andpublic health and, to establish an infrastructure for following researches.Solidification/stabilization possibility of treatment plant sludges from an accumulators factorywas studied essentially for different three types of cements. For that purpose, solidifiedmaterial compressive strength and leachability (TCLP) tests were realized.The highest strength values were obtained incase 52.5 grade cement type. As expected, aremarkable weakness was subjected while increasing waste ratio.The results for Pb, Cd, Cr, Cu and Ni metals from TCLP analysis showed that heavy metalsbegin passing into eluate phase after 10% waste ratio.Keywords: Solidification, stabilization, hazardous waste, hazardous waste treatment, cement,chemical sludges, heavy metal, lead, compressive strength test, leaching test, TCLPxi