Kentsel nitelikli atıksu arıtma tesisinden kaynaklanan sera gazı salımlarının hesaplanması
Calculation of greenhouse gas emissions from urban wastewater treatment plant
Yazar: HASAN KARACA
Danışman: DOÇ. DR. SİBEL ÇUKURLUOĞLU
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Karbon dioksit = Carbon dioxide ; Küresel ısınma = Global warming ; Metan = Methane ; Nitröz oksit = Nitrous oxide

Özet:
Sera gazları enerji üretimi, sanayi, ulaşım, tarım, yakıt kullanımı ve atık yönetimi alanlarındaki faaliyetler sonucu oluşabilmektedir. Atık yönetimi kapsamında yer alan atıksu arıtma tesisi faaliyetleri sera gazı salımlarına neden olmaktadır. Tez çalışması kapsamında, Denizli Merkez Atıksu Arıtma Tesisi'ndeki arıtma faaliyetlerinden kaynaklanan sera gazı salımları IPCC (2019) Sera Gazı Envanteri Kılavuzu'nda yer alan esaslara göre hesaplanmıştır. 2015-2021 dönemine ilişkin atıksu arıtma faaliyetleri kapsamında ortaya çıkan toplam sera gazı salımı 24.748-37.851 ton CO2-eşd/yıl aralığında olup; CH4, N2O ve elektrik enerjisi kaynaklı salımlar sırasıyla 3.904-6.367 ton CO2-eşd/yıl, 20.155-28.237 ton CO2-eşd/yıl ve 308-4.749 ton CO2-eşd/yıl'dır. Toplam sera gazı salımına CH4 salımı katkısının %12,9-17,7 ve elektrik enerjisi kaynaklı salımın katkısının %1,2-12,5 oranlarında düşük düzeylerde olduğu, N2O salımı katkısının ise %74,5-81,4 aralığında oldukça yüksek bir orana sahip olduğu görülmüştür. CH4 salımı 144,6-235,8 ton CH4/yıl aralığında değişirken, N2O salımı ise 73,8-103,4 ton N2O/yıl aralığındadır. CH4 salımının temel kaynağının alıcı ortamlara arıtılmış atıksuyun deşarjı olduğu ve N2O salımının ise temel olarak merkezi aerobik arıtma proseslerinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Arıtılan atıksu miktarına karşılık ortaya çıkan birim sera gazı salımı 1,045-1,163 kg CO2-eşd/m3 aralığında ve eşdeğer nüfus kişi için birim sera gazı salımı ise 0,076-0,085 ton CO2-eşd/kişi aralığındadır. CH4 salımları giriş KOİ yükünün ortalama %0,89'una ve giriş BOİ5 yükünün ise %1,87'sine karşılık gelmektedir. N2O salımları ise atıksu giriş azot yükü başına ortalama %5,7 olarak belirlenmiştir. Atıksu arıtma tesislerinin toplam sera gazları içerisindeki oranının oldukça düşük olmasına karşılık etkilerinin büyüklüğü dikkate alındığında, bu alandaki iyileştirme ve geliştirme çalışmaları küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının miktarının belirlenmesi, çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve gerekli düzenlemelerin yapılması açısından önem taşımaktadır.

Abstract:
Greenhouse gases can be formed as a result of activities in the fields of energy production, industry, transportation, agriculture, fuel use and waste management. Wastewater treatment plant activities within the scope of waste management cause greenhouse gas emissions. Within the scope of the thesis study, greenhouse gas emissions sourced from the treatment activities in Denizli Central Wastewater Treatment Plant were calculated according to the principles in the IPCC (2019) Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Total greenhouse gas emissions within the scope of wastewater treatment activities for the 2015-2021 period are in the range of 24,748-37,851 tons of CO2-eq/year; emissions from CH4, N2O and electrical energy are 3,904-6,367 tons of CO2-eq/year, 20,155-28,237 tons of CO2-eq/year and 308-4,749 tons of CO2-eq/year, respectively. It has been observed that the contribution of CH4 emission to the total greenhouse gas emission is at low levels at 12.9%-17.7% and the contribution of electrical energy sourced emission is at low levels at 1.2-12.5%, while the contribution of N2O emission is quite high in the range of 74.5-81.4%. While CH4 emission varies between 144.6-235.8 tons of CH4/year, N2O emissions are in the range of 73.8-103.4 tons of N2O/year. It has been determined that the main source of CH4 emission is the discharge of treated wastewater to the receiving environments, and the N2O emission is mainly caused by central aerobic treatment processes. The unit greenhouse gas emission resulting from the amount of treated wastewater is in the range of 1.045-1.163 kg CO2-eq/m3, and the unit greenhouse gas emission for the equivalent population per person is in the range of 0.076-0.085 tons of CO2-eq/person. CH4 releases correspond to an average of 0.89% of the inlet COD load and 1.87% of the inlet BOD5 load. N2O emissions were determined as 5.7% on average per wastewater inlet nitrogen load. Although the ratio of wastewater treatment plants in total greenhouse gases is quite low, considering the magnitude of their effects, improvement and development studies in this area are important in terms of determining the amount of greenhouse gases that cause global warming, evaluating their environmental effects and making necessary arrangements.