İklim değişikliğinde atıksu arıtma tesislerinin etkisi: İleri biyolojik atıksu arıtma tesisinde karbon ayak izi
Effect of wastewater treatment plants on climate change: Carbon footprint in advanced biological wastewater treatment plant
Yazar: AYŞENUR KARAKAŞ
Danışman: PROF. DR. OKAN TARIK KOMESLİ ; DOÇ. DR. ŞEHNAZ ŞULE KAPLAN BEKAROĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma tesisleri = Waste water treatment plants ; İklim değişikliği = Climate change

Özet:
Sanayi Devrimiyle gelişen teknoloji, toplumların refah seviyesini artırmıştır. Gelişen ve gelişmekte olan ülkelerin toplumları birbirleriyle etkileşimlerini artırmış ve her alanda rekabete girmiştir. Gelişmiş ülkelerin aktör olduğu küresel piyasalarda daha fazla sermaye oluşturarak üretimin her alanına girmiştir. Ancak üretimde sonsuz kaynak döngüsü var olduğuna inanılarak doğal kaynakların kullanılmasıyla ekolojik sistem bozulmakta ve dünya biyolojik varlıklar için yaşanmaz hale gelmektedir. Dünya nüfusunun artması, göç ve çarpık kentleşme, yüksek üretim ve tüketim, hayat kalitesinin artması için gelişen sanayileşmenin sonuçları olarak aşırı miktarda tüketilen fosil yakıtların kullanılması sonucu atmosfere salınan zararlı gazlar ve parçacıklar küresel ısınmaya neden olmaktadır. Karbon ayak izi çalışmalarında yapılan  sera gazı miktar hesaplamalarında  karbon dioksit eşdeğeri, ppm  cinsinden baz alınır. Sera gazı emisyon miktarları, gazların küresel ısınma potansiyeli (GWP) bağlı olarak hesaplanır. Yüksek küresel ısınma potansiyel değerine sahip gazlar, aynı miktardaki karbondioksite göre küresel ısınma pay ölçeğinde daha büyük orana sahiptirler. Bununla beraber, diğer sera gazlarına nispeten salınan karbondioksit miktarı çok yüksek olduğu için küresel ısınmanın esas sorumlusu olarak gösterilmektedir. Küresel ısınma ve iklim değişikliği konusu, karbon ayak izi hesaplamaları ve değerlendirmeleri başlıca araştırma alanı olmuştur. Karbon ayak izi hesaplamaları sektörel bazda yapılabilmekte ve çalışmalar devam etmektedir. Çevre üzerinde en önemli etkilere sahip olan sektörlerin biri de atık su arıtma tesisidir. Bu çalışmada Erzurum İleri Biyolojik AAT'nin karbon ayak izi hesaplaması yapılmıştır.2018 ve 2019 yılına ait saha raporları dikkate alınarak hesaplama işlemi yapılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda doğrudan sera gazı emisyon miktarı 2018 yılında 11949 ton CO₂-eşd., 2019 yılında ise bu değer 55723 ton CO₂-eşd. olarak hesaplanmıştır. Dolaylı sera gazı emisyon miktarı 2018 yılında 5287 ton CO₂-eşd., 2019 yılında ise biyogazdan üretilen elektrik enerjisi sonucu engellenen emisyon ve biyogazın yakılması sonucu kaynaklanan karbon emisyon değerleri tesis verilerinden elde edilemediği için 0 kabul edilmiştir ve sonuç 3906 ton CO₂-eşd. olarak hesaplanmıştır. Çalışma kapsamında Erzurum AAT için yapılan karbon ayak izi hesaplamasında, toplam sera gazı emisyonu 2018 yılında 17236 ton CO₂-eşd., 2019 yılında ise 59629 ton CO₂-eşd. olarak hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda atıksu arıtma tesislerinde biyolojik proseslerin iyi işletilememesi ve proje kriterlerine uygun çalışmaması sonucunda sera gazı emisyon miktarı fazladır. Arıtma çamurundan elde edilen biyogazın kojenerasyonu sonucu elektrik enerjisi üretilmekte ve tesisin belli oranda elektrik enerjisi karşılamaktadır. Böylece karbon emisyonunda belli bir azalım görülecektir. Tesislerde koagülasyon ve flokülasyon için kullanılan kimyasal maddenin sarfiyatının azalması karbon emisyonun azalımı için yardımcı olacaktır.

Abstract:
Developing technology with the Industrial Revolution has increased the welfare level of societies. Societies of developing and developing countries have increased their interactions with each other and have entered into competition in every field. It has entered all areas of production by creating more capital in global markets where developed countries are actors. However, with the belief that there is an endless resource cycle in production, the use of natural resources deteriorates the ecological system and the world becomes uninhabitable for biological beings. Harmful gases and particles released into the atmosphere as a result of excessive consumption of fossil fuels as a result of the increase in the world population, migration and unplanned urbanization, high production and consumption, and the developing industrialization to increase the quality of life cause global warming. The greenhouse gas amount calculations made in carbon footprint studies are based on the carbon dioxide equivalent in ppm. Greenhouse gas emissions are calculated based on the global warming potential (GWP) of the gases. Gases with a high global warming potential value have a larger share in the global warming share scale than the same amount of carbon dioxide. However, since the amount of carbon dioxide emitted is very high compared to other greenhouse gases, it is shown as the main responsible for global warming. The subject of global warming and climate change, carbon footprint calculations and evaluations has been the main research area. Carbon footprint calculations can be made on a sectoral basis and studies are ongoing. One of the sectors that have the most important effects on the environment is the wastewater treatment plant. In this study, the carbon footprint calculation of Erzurum Advanced Biological WWTP was made. As a result of the calculations, the amount of direct greenhouse gas emissions was 11949 tons of CO₂-eq. in 2018, and this value was 55723 tons of CO₂-eq. in 2019. The amount of indirect greenhouse gas emission was accepted as 5287 tons of CO₂-eq. in 2018 and in 2019 it was accepted 0 because of the emissions prevented as a result of electrical energy produced from biogas and carbon emission values resulting from the burning of biogas could not be obtained from the facility data, and the result was calculated 3906 tons of CO₂-eq. During the study, the total greenhouse gas emission was calculated as 17236 tons CO₂-eq in 2018 and 59629 tons CO₂-eq in 2019. As a result of the study, the amount of greenhouse gas emissions is too high due to inadequate operation of biological processes and not working in accordance with the project criteria. On account of the cogeneration of the biogas obtained from the treatment sludge, electrical energy is produced and a certain amount of electrical energy is met by the facility. Thus, there will be a certain reduction in carbon emissions. Reducing the consumption of chemicals used for coagulation and flocculation in the facilities will help to reduce carbon emissions.