Selüloz içeren atık malzemelerın petrol kirliliği arıtımında kullanılabilirliği

Dünyanın en büyük endüstri dallarından biri olan kağıt endüstrisi, ürettiği katı, sıvı ve gaz atıklarla önemli bir çevre kirliliği kaynağıdır. Üretim sürecinde ortaya çıkan sera gazları, atıksular ve muhtelif katı atıkların uygun biçimlerde yönetilmesi sürdürülebilirlik açısından önem arz etmektedir. Kağıt endüstrilerinden ortaya çıkan katı atıklar yongalama tesisinden çıkan kabuk ve talaş, atıksu artıma tesisisnden belt filtre atıkları, eski kağıt işleme tesisinden çıkan rejektler ve kül cüruf gibi muhtelif atıklardır. Bu çalışmanın amacı, kağıt endüstrisinden ortaya çıkan atık türlerinden biri olan eski kağıt işleme tesisi rejektlerinin, mekanik ve kimyasal yollarla iyileştirilerek petrol sorpsiyon kapasitesinin belirlenmesi ve petrol sorplayıcı malzeme olarak kullanım olanaklarının araştırılmasıdır. Bu amaçla Zonguldak İli Çaycuma ilçesinde bulunan OYKA Kağıt Ambalaj Tesisindeki katı atıkların değerlendirilmesi uygun görülmüştür. Çalışmanın ilk basamağında atık malzemenin petrol sorpsiyon kapasitesinin arttırılması amacıyla mekanik işlemler uygulanmıştır. Bu işlemler atık malzemenin yüzey alanının ve buna bağlı olarak petrol sorpsiyon kapasitesinin arttırılmasını sağlamıştır. Mekanik işlemler uygun kabartma koşullarının belirlenmesi amacıyla optimum nem içeriği ve kabartma süresinin belirlenmesi aşamalarından oluşmaktadır. Çalışmanın ikinci basamağında, doğal yapısından dolayı su ve petrolü aynı anda sorplama özelliği bulunan atık malzemenin, su sorplama miktarının azaltılması amacıyla organosilan çözeltileri ile kimyasal yüzey kaplama işlemleri uygulanmıştır. Çalışmanın üçüncü basamağında, kullanılmış sorbentlerin bertaraf yöntemlerinin değerlendirilmesi ve bünyesinde bulunan petrol miktarından faydalanılabilmesi amacıyla ek yakıt olarak kullanma ve pirolize uğratılarak farklı ürünlere dönüştürülmesi seçenekleri değerlendirilmiştir. Ek yakıt olarak kullanım seçeneğinin değerlendirilmesinde kalori bombası ile elde edilen kalori değerleri esas alınmıştır. Piroliz sürecinin değerlendirilmesinde ise en yüksek sıvı veriminin elde edildiği sıcaklık belirlenerek bu sıcaklıkta ortaya çıkan katı ve sıvı ürünlerin analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın dördüncü ve son basamağında ise mekanik işlem görmüş ve yüzey kaplaması yapılmış malzemenin birim üretim maliyetleri belirlenmiştir. Çalışma sonucunda kağıt endüstrisinden oluşacak lifli atık malzemenin sorbent olarak kullanıma uygun olduğu belirlenmiştir. Farklı petrol türevleri için 9-13 g/g arasında petrol sorpsiyon kapasitesine sahip olan atık malzemenin su sorpsiyon kapasitesi ve su içerisinde batma eğilimi yüzey işlemleri sonucunda azaltılabilmektedir. Ayrıca malzemenin yeniden kullanım ve petrol geri kazanım seçenekleri de değerlendirilmiştir. Malzemenin yeniden kullanılamamaktadır, ancak bünyesinde bulunan petrol uygun yöntemlerle %70 oranında geri kazanılabilmektedir. Piroliz sonucunda elde edilen sıvı ürünler içerisinde bulunan temel kimyasal gruplar: hidroksaldehitler, hidroksi-ketonlar, şeker ve susuz şekerler, karboksilik asitler ve fenolik bileşiklerdir. Piroliz sonucu elde edilen ürünler uygun saflaştırma ve modifikasyon işlemlerinin ardından ısı ve elektrik üretimi, sentetik gaz üretimi ve pek çok kimyasal üretimi gibi alanlarda kullanılabilmektedir. Sorbent herhangi bir petrol türevi üzerine uygulandıktan sonra farklı petrol türevleri için 30-40 Mj/kg arasında değişen oldukça yüksek ısıl değere sahip bir atık malzeme ortaya çıkmaktadır. Bu malzeme atıktan türetilmiş yakıt üretme tesislerinde kullanılabilecek niteliktedir.