Arıtma çamurlarının bertarafında kullanılan kurutma sistemlerinin enerji verimliliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of energy efficiency of drying systems used for disposal of sewage sludge
Yazar: SÜLEYMAN SAPMAZ
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KILIÇASLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Enerji = Energy ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Atıksu Arıtımından kaynaklanan çamurlarının işlenmesi ve bertarafı kentleşmenin artması ile büyüyen bir problemdir. Çamur atık sulardaki katı kirleticilerin, ağır metallerin patojenlerin ve organik maddenin bileşiminden oluşan bir karışımdır. Kalorifik değeri nedeniyle katı yakıt, mikro element içeriği nedeniyle gübre olarak görülebilmektedir. Fakat her iki kullanım için de sağlaması gereken özel şartlar vardır. Çamur bertarafı için her belediye kendine uygun metodu uygulamaktadır. Çoğunlukla çamurlar depolama sahalarına dökülerek bertaraf edilmektedir. Fakat bu uygulama uzun vadede sürdürülebilir değildir. Bu nedenle belediyeler kurutma ve yakma tesisleri kurmaktadır.
Kurutma işlemi ile çamur miktarı azaltılarak sterilizasyon sağlanmaktadır. Kuru çamur yakıt olarak çimento tesislerinde, katı yakıtlı enerji tesislerinde veya müstakil yakma tesislerinde yakılarak kullanılabilmektedir. Çamur kurutma işlemi enerji yoğun bir işlemdir. Bu işlemin en verimli şekilde gerçekleştiği sistemler temaslı tip kurutuculardır. Buna rağmen bu kurutucularda da enerji verimliliğini artırabilecek çözümler bulunmaktadır. 
Bu çalışmada temaslı tip kurutucuda çalışma parametrelerinin ve kurutma atık ısının geleneksel ve inovatif yöntemlerle kullanımları ve enerji verimliliğine etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğalgaz tasarrufu ve emisyon azaltım potansiyeli olarak hesaplanmıştır. Deney sonuçlarına göre mevcut tesislerde maliyet gerektirmeyen tedbirlerle büyük miktarda kazanım sağlanabilmektedir. Kısmi kurutma ve atık ısı geri kazanım uygulaması ile yakma tesislerinde tüketilen ek yakıt miktarı azaltılabilmektedir.
Çamur işleme süreçleri, susuzlaştırma ekipmanlarından başlanarak kurutucu çıkışı ve yakma tesisi parametrelerine kadar enerji verimliliği açsından irdelendiğinde kamu idareleri tarafından büyük mali tasarruf ve ülkemiz açısından emisyon azaltım imkânları sağlanabileceği görülmüştür.

Abstract:
The processing and disposal of sludge from Wastewater Treatment is a growing problem with increasing urbanization. Sludge is a mixture of solid pollutants, heavy metals, pathogens and organic matter in wastewater. It can be seen as a solid fuel due to its calorific value and as a fertilizer due to its microelement content. However, there are special conditions that must be met for both uses. Each municipality applies its own method for sludge disposal. Mostly sludge is disposed of by dumping in landfills. However, this practice is not sustainable in the long run. For this reason, municipalities are establishing drying and incineration plants. 
With the drying process, the amount of sludge is reduced and sterilization is provided. Dry sludge can be used as fuel in cement plants, solid fuel power plants or incinerators. Sludge drying is an energy-intensive process. The most efficient dryers are the contact-type dryers. However, some solutions can increase energy efficiency in these dryers as well. 
In this study, optimizing working parameters and the use of conventional and innovative methods of drying waste heat in a contact dryer and its effect on energy efficiency are examined. The results obtained are calculated as natural gas savings and emission reduction potential. According to the test results, a large amount of gain can be achieved with measures that do not require cost in existing facilities. With partial drying and waste heat recovery application, the amount of additional fuel consumed in incineration plants can be reduced. 
When the sludge processing processes are examined in terms of energy efficiency, starting from the dewatering equipment to the parameters of the dryer outlet and incineration plant, it has been seen that great financial savings and emission reduction opportunities can be provided by public administrations for our country.