Farklı atık türlerinin yaşam döngüsü analizi ile enerji potansiyellerinin değerlendirilmesi
Evaluation of energy potentials with life cycle analysis of different waste types
Yazar: MERT GÜLLER
Danışman: DOÇ. DR. AFŞIN YUSUF ÇETİNKAYA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Günümüzde enerji kaynakları sıklıkla fosil yakıt kaynaklı sistemlerden oluşsa da özellikle artan nüfus, fosil yakıtların tükenme ihtimalinin olması, çevreye vermiş oldukları zarar sebebiyle yerini alternatif ve yenilenebilir enerji kaynaklarına bırakmaya başlamıştır. Türkiye'de yenilenebilir enerji kaynaklar arasında önemli bir etkiye sahip olan biyogaz, organik bazlı atıkların, oksijensiz ortamda anaerobik fermantasyon sistemi kullanılarak parçalanması neticesinde açığa çıkan ve bileşiminde yanıcı metan gaz bulunan bir karışımdır. Yaşam döngüsü değerlendirmesi, beşikten mezara bir bakış açısıyla bir ürün, hizmet veya süreçle ilişkili etkileri ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Atıksu arıtıma alanında yaşam döngüsü analizi ilk olarak 1990'larda uygulanmıştır. Çevresel açıdan daha sürdürülebilir atıksu arıtma tesisi arayışında, yaşam döngüsü analizinin tasarım ve işletme kararlarının daha geniş çevresel etkilerini aydınlatmak için değerli bir araç olduğu açıktır. Yaşam döngüsü analizi, optimum değerlendirme ve karşılaştırma amacıyla farklı sektörlerde uygulanmaktadır. Burada, atıksu arıtma teknolojisindeki yaşam döngüsü analizini, yaşam döngüsü analizindeki son gelişmeleri ve bunların tehlikeli kirleticilerin akıbetini bilmek için etkili dağıtımı belirtilmektedir. Mevcut literatür, çok sayıda kirleticinin oluşumunun, çeşitli endüstriyel süreçlerin yaşam döngüsündeki önemli nokta olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan bu çalışmada, aynı koşullar altında evsel, süt, çikolata ve mezbaha endüstrilerinden kaynaklanan dört farklı atıksuyun biyokimyasal metan potansiyellerinin analizi gerçekleştirilmiştir. En yüksek metan verimi (800 mL CH4/g VS) mezbaha atık suyundan elde edilmiş olup, bu değer çikolata, süt ve evsel atıksulardan elde edilen değerlerden sırasıyla 1,23, 1,33 ve 2 kat daha yüksek çıkmıştır. Ayrıca bu çalışmada dört farklı atıksudan biyogaz elde edilmesi prosesinin çevresel faktörleri simapro programı kullanılarak, yaşam döngüsü analizi yöntemiyle değerlendirilmiştir. Araştırma ve simapro programı verileri baz alındığında çikolata endüstrisi atıksularında biyogaz elde edilmesi işleminin diğer atıksulara göre çok daha çevre dostu olduğu ve diğer atıksulara göre daha fazla kaynak kullanıldığı tespit edilmiştir.

Abstract:
While today's energy sources often consist of fossil fuel-based systems, they have begun to be replaced by alternative and renewable energy sources, especially due to the increasing population, the possibility of depletion of fossil fuels, and the damage they cause to the environment. Biogas, which has a significant impact among renewable energy sources in Turkey, is a mixture containing flammable methane gas, which is released as a result of the breakdown of organic-based wastes using an anaerobic fermentation system in an oxygen-free environment. Life cycle assessment is a technique used to measure the impacts associated with a product, service, or process from a cradle-to-grave perspective. Life cycle analysis in the field of wastewater treatment was first applied in the 1990s. In the search for more environmentally sustainable wastewater treatment plants, it is clear that life cycle analysis is a valuable tool for illuminating the broader environmental impacts of design and operating decisions. Life cycle analysis is applied in different sectors for optimum evaluation and comparison purposes. Life cycle analysis in wastewater treatment technology, latest advances in life cycle analysis and their effective distribution to know the fate of hazardous pollutants are mentioned here. Existing literature has revealed that the formation of a large number of pollutants is the important point in the life cycle of various industrial processes. In this study, biochemical methane potentials of four different wastewaters originating from domestic, dairy, chocolate and slaughterhouse industries were analyzed under the same conditions. The highest methane yield (800 mL CH4/g VS) was obtained from slaughterhouse wastewater, and this value was 1.23, 1.33 and 2 times higher than the values obtained from chocolate, milk and domestic wastewater, respectively. In addition, in this study, the environmental factors of the process of obtaining biogas from four different wastewater were evaluated by the life cycle analysis method using the Simapro program. Based on the research and simapro program data, it has been determined that the process of obtaining biogas from chocolate industry wastewater is much more environmentally friendly than other wastewaters and uses more resources than other wastewaters.