Donma-çözülme olaylarının çinko ekstraksiyon atığı ve stabilize/solidifiye ürünlerinin fiziko-kimyasal özellikleri ve kirletici salınımı üzerine etkisi
Effect of freezing-thrawing on physico-chemical properties and pollutants releasing from the zinc extraction residue and its stabilized/solidified products
Yazar: MEHMET MUSTAFA DENİZ
Danışman: PROF. DR. MEHMET ERDEM
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Ağır metal içerikli atıklar toksisiteleri nedeniyle genellikle tehlikeli atık olarak kabul edilirler. Bu nedenle gelişigüzel deşarjları ve düzensiz depolanmaları çevre mevzuatlarınca yasaklanmıştır. Bu tür atıklar genellikle uygun yöntemlerle stabilize/solidifiye edilerek bertaraf edilmektedirler. Stabilizasyon/solidifikasyonda (S/S); atığın çözünen bileşenleri çözünmeyen bileşiğine, toksik bileşenler toksik olmayan türlerine dönüştürülmekte ve atık uygun bağlayıcılarla genellikle yekpare hale getirilerek çevreyle temas eden yüzeyi küçültülmekte veya kapatılmaktadır. Stabilize/solidifiye edilen bu ürünler yapısal sağlamlık ve salınım testlerine tabi tutulmakta ve mevzuatlara uygun hale gelenler deşarj edilmektedir. Ancak, gerek atıklar ve gerekse de stabilize/solidifiye ürünleri depolanmaları sırasında donma-çözülmeye maruz kalarak dağılmakta ve bazı fiziko-kimyasal özelliklerinde değişiklikler meydana gelebilmektedir. Bu durumda atık yapısal olarak dağılacak ve yüzey alanındaki büyümeler nedeniyle muhtemelen tehlikeli bileşenler yeniden çözünme eğilimine geçebilecektir. Donma-çözülme etkisi yapı malzemeleri üzerinde de büyük bir risk teşkil ettiği için detaylı olarak incelenmiş ve yapısal bozulmaya sebep olduğu ispatlanmış olmasına rağmen, katı atıklar ve stabilize/solidifiye ürünler üzerine ne denli etkiye sahip olduğu şu ana kadar incelenmemiştir. Bu noktadan hareketle yapılan bu tez çalışmasında; ağır metal içeriği nedeniyle tehlikeli atık sınıfına giren çinko ekstraksiyon atığının çimento, uçucu kül ve alkali fosfat ve bunların karışımıyla hazırlanan stabilize/solidifiye ürünleri üzerine donma-çözülme olaylarının etkisi incelenmiştir. Stabilizasyondaki değişimler TCLP, EC/2003 ve Eluat testleriyle, solidifikasyondaki değişimler ise basınç dayanım testleriyle incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar; donma-çözülme olaylarının S/S ürünlerinden kirleticilerin salınımını artırdığı ve solidifikasyonu yani yapısal sağlamlığı bozduğu ve bozulmaların kullanılan S/S reaktifi türüne bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Heavy metal containing wastes are generally considered hazardous wastes due to their toxicity. Therefore, arbitrary discharges and irregular storages are prohibited by regulations. They are usually stabilized/solidified by appropriate methods and then disposed of. In stabilization/solidification (S/S); soluble components of the wastes are converted into their insoluble compounds, toxic components into their non-toxic forms, and a monolithic solid waste is generated using suitable binders. The stabilized/solidified products are first subjected to structural stability and leaching tests, and then those that comply with the regulations are discharged to landfills. However, both wastes and stabilized/solidified products can be broken up by being exposed to freezing-thawing during their storage and eventually changes in some physico-chemical properties may occur. In this case, hazardous components may tend to re-dissolve due to growths in its surface area. Freezing-thawing has been studied in detail since it poses a great risk on building materials. But, its effect on solid wastes and stabilized/solidified products has not been examined up to now. In this thesis; effect of freezing-thawing events on S/S products of zinc extraction residue, which is classified as hazardous waste due to its heavy metal content, stabilized/solidified with cement, fly ash and alkaline phosphate and their mixtures was investigated. Changes in stabilization were examined by TCLP, EC/2003 and Eluat tests, and changes in solidification were examined by compressive strength test. The results obtained revealed that freezing-thawing events increased pollutants dissolution, and they broken up the monotithic solid, and that the deteriorations varied depending on the type of S/S reagent used.