KATI ATIK DÜZENLİ DEPOLAMA SAHALARINDA ÇÖP SIZINTI SUYU ve BİYOGAZ YÖNETİMİ

Transkript

1 KATI ATIK DÜZENLİ DEPOLAMA SAHALARINDA ÇÖP SIZINTI SUYU ve BİYOGAZ YÖNETİMİ

2 ÇÖP SIZINTI SUYU YÖNETİMİ

3 Sızıntı Suyu Oluşumu Sızıntı suyu katı atıkların içinden süzülerek birtakım kimyasal, biyolojik ve fiziksel olaylara maruz kalarak oluşur ve sızıntı suyu toplama sistemleri ile dışarı alınır. Katı atıkların içinden süzülen sızıntı suyu, katı atıkların muhtevasından kaynaklanan çok sayıdaki element ve bileşiği içerir.

4 Oksidasyon-Redüksiyon Reaksiyonları Okside olmuş form Fe(ııı) iyonu Fe3+ anaerobik İndirgenmiş form Demir(ıı) iyonu Aerobik anaerobik Sülfat SO4 2- aerobik Hidrojen sülfür Sülfür iyonu, S2- İleri reaksiyon ürünleri Demir sülfür,siyah,çözünmeyen FeS

5 Katı Atık Depolama Sahası Hidrolojisi

6 Sızıntı suyunun iki önemli kaynağı; Depolanan atıktaki su muhtevası Dışarıdan depoya giren su miktarı (yağmur suyu, yüzeysel suların ve yer altı sularının depoya sızarak girmesi )

7 Sızıntı Suyu Miktarı Düzenli depolama alanlarında çöp sızıntı suyu oluşumu sahaya giren su miktarıyla (yağmur vb) doğru orantılıdır Depolama sahalarında oluşacak sızıntı suyu miktarı bölgedeki yağmur ve buharlaşma miktarına, dolgu sırasında sıkıştırmanın şekline bağlı olarak değişmektedir.

8 Sızıntı suyu miktarını tam olarak tespit etmek zordur, Çünkü; Evsel atıklar heterojendir ve bölgelere bağlı olarak değişiklik gösterirler. Büyük hacimli ve tam olarak temsili numune almak zordur. Bu konuda yeterli standart yoktur. Atıkların özellikleri zamana ve işletmeye bağlı olarak aynı depolama sahasında bile farklılık göstermektedir. Sahada ölçümleri takip eden personelin konuyla ilgili tecrübe ve eğitimi ölçüm sonuçlarını etkilemektedir.

9 Sızıntı suyu miktarına etkili olan parametreler Yağmur Suyu Yüzeysel Akış Evaporasyon ve Evapotranspirasyon Nihai Örtüden Sızma Katı Atığın Su Tutma Kapasitesi Gaz Üretiminde Tüketilen Su Miktarı (içsel tüketim)

10 Sızıntı suyu miktarı hesabı L P x S1 + W+ J E x S2 R ± B ± U L : Çöp sızıntı suyu oluşumu (m3/yıl) P : Yağış miktarı( m3/m2/yıl) S1: Çöp sahası tesirli drenaj alanı (m2) J :Sızıntı suyu geri devri (m3) R :Yüzeysel akış (m3) E :Evapotranspirasyon hızı ( m3/m2/yıl) S2 =Ortalama çöp bertaraf alanı (düz. Dep) (m2) B = Biyolojik bozunmada üretilen veya tüketilen su miktarı U = Atığın su muhtevası W = Düzenli depolamada çöpleri sıkıştırma esnasında çöpten sızan su (m3) W = Iw xq Iw = Sıkıştırma esnasında çöpten sızan birim su (m3/lt çöp) (İtalya da m3/lt çöp)

11 Sızıntı suyu miktarı Literatür; 2-5 m3/ha/gün Fiili durum: m3/ha/gün (Odayeri: 1600 m3 /gün)

12 Sızıntı Suyu Toplama Sistemi a) b) c) Alan Drenaj Sistemi Boru Drenaj Sistemi Birleşik Drenaj Sistemi

13 Alan Drenaj Sistemi Mineral maddeden teşkil edilen sızdırmazlık tabakası yağmur erozyonuna ve güneş ışınlarına karşı korunmalıdır. Sızdırmazlık tabakasının inşaatından hemen sonra alan drenajı yapılmalıdır.

14 Boru Drenaj Sistemi Bu sistemde sızıntı suyu toplanması borularla gerçekleştirilir. Borularla drenaj yapılması halinde dahi alan drenajının terk edilmesi uygun değildir. Çünkü, kuvvetli sağanak yağışlarda, güneşli havalarda mineral tabaka korunamamaktadır.

15 Birleşik Drenaj Sistemi Alan drenajı ile boru drenajının birlikte kullanıldığı sistemdir. Drenajın en sağlıklı yapılabileceği sistemdir.

16 Çöp suyu drenajı için depolama sahalarında yapılacak mühendislik çalışmaları; Drenaj amaçlı granüler materyal (çakıl) kullanılmalıdır. Temiz çakıl, mümkünse yuvarlak şekilli kullanılmalıdır. Tabanın dikey istikamette eğim > %2 olmalıdır. Taban yanal eğimi min. %1 olmalıdır. Yüksek poroziteli drenaj tabakası teşkil edilmelidir Büyük hacimli ve filtre stabilitesi olan malzeme kullanılmalıdır. Drenaj boruları arası mesafe kısa olmalıdır.(50 60 m) Drenaj tabakası üzeri uygun atıkla min. 2 m kalınlığında örtülmelidir. Paralel toplama hatları oluşturulmalıdır. Boru çapı 150 mm den büyük olmalıdır Drenaj tabakası kalınlığı >30 cm olmalıdır. Boru istikametleri, depo şartlarında oluşacak basınçlara göre dizayn edilmelidir. İlk atık tabakası konduktan sonra dren boruları video kamerayla kontrol edilmelidir.

17 Sızıntı Suyu Kontrol Stratejileri Katı Su Atık Girişi Kontrolü Girişi Kontrolü Depolama Sahasının Kontrolü Sızıntı Suyu Deşarjının Kontrolü

18 ÇÖP SIZINTI SUYU KARAKTERİZASYONU

19 Sızıntı Suyu Karakterinin Bağlı Olduğu Parametreler katı atık bileşenleri depo yaşı depo alanının hidrojeolojik durumu depo içindeki fiziksel, kimyasal ve biyolojik aktiviteler katı atıktaki su miktarı sıcaklık ph redox potansiyeli stabilizasyon derecesi katı atık depolama yüksekliği depolama sahasının işletilmesi ve iklim şartları

20 Sızıntı Suyu Özelliklerini Belirten Ana Parametreler Toplam Organik Karbon (TOK) (karbonlu organik madde konsantrasyonunu) Biyokimyasal Oksijen İhtiyacı (BOI) (Mikroorganizmaların biyolojik olarak ayrışabilen organik maddeleri ayrıştırması için gereken oksijen ihtiyacı) Kimyasal Oksijen İhtiyacı (KOI) Uçucu Yağ Asitleri(Zayıf organik asitlerin konsantrasyonunu ifade eder) Azot Bileşikleri (Amonyak azotu, organik azot vb)

21 Sızıntı Suyu Karakteri Parametre mg/lt BOI5 KOI TOK UYA (mghac/l) BOI/KOI KOI/TOK TKA NO3-N NH3-N NH3-TKN T.Fosfor Alk. (mgcaco3/l) TKM PH ORP-pot.(mv) Cu Fe Pb Mg Mn Biyolojik stabilizasyon fazları Asit Fazı Metan Fazı Stabiilizasyon Fazı Yok (+40)-(+80) (+80)-(-240) (-70)-(-240) (+97)-(+163) (-240)-(+163) Geçiş Fazı Aralık Değeri

22 SIZINTI SUYU ARITIMI

23 Arıtma sistemi seçimini etkileyen parametreler Sızıntı suyu karakteri Zehirlilik potansiyeli Deşarj alternatifleri Arıtma derecesi Arıtılabilirlik çalışmaları İşletme Maliyet

24 Sızıntı Suyu Arıtımında Kullanılan Prosesler Tablo 4.1 Sızıntı Suyunda Kullanılan Proseslerin Etkileri BOİ KOİ (mg/l) (mg/l) Biyolojik Arıtma * TOP. (mg/l) N NH4-N (mg/l) * 2) * * * 3) *3) * 7) 7) *5) * 7) 7) Ters Osmos Membran Biyoreaktörler * 1) * 1) * * * * 1) 7) * 1) * 1) * * * * 1) 7) Havalandırma * 6) 7) Hızlı/Yavaş Karıştırma Filtrasyon Kimyasal Oksidasyon Evaporasyon Yakma Balık Zehirliliği 7) * AOX (mg/l) Adsorpsiyon Flotasyon Ağır Metaller * * 4) 7) * 4) * * * 7) * * * * * 7) *) Uygun / ) Uygun Değil 1) Küçük Moleküllerin Giderilmesinde verimi Az 2) İnert Olan Kısım Giderilemiyor 3) Ayrışabilir Organiklaerin Giderilmesinde Verimi Az 4)Uçucu Organiklerin Giderilmesinde Verimi Az 5) Bütün Ağır Metaller İçin Aynı Verimde Değil 6) Düşük Uçucu Organiklerin Giderilmesinde Verimi Az 7) Uygunluğu Belli Değil

25 Sızıntı Suyunun Geri Devir ile Anaerobik Arıtımı Sızıntı suyunun, depo sahasının içine ya da üzerine geri devrettirilerek arıtılması uzun süreden beri uygulanan bir metottur. Toplanan sızıntı suyu katı atık depo alanı üzerine geri döndürülerek atık içinde bulunan organik maddelerin stabilizasyonu hızlandırılır. Bu sistemde sızıntı suyu, atık sahası üzerine püskürtülerek veya enjeksiyon kuyularına verilerek geri devir ettirilir. Bu metotta başlangıçta aerobik şartlar hüküm sürerse de genellikle anaerobik şartlarda arıtım yapılmaktadır. Sızıntı suyu geri devrinin önemli bir faydası depodaki katı atıkların anaerobik ayrışımı için gereken biyokimyasal çevrenin homojen hale gelmesini sağlamasıdır. Bu sayede atıkların stabilizasyonu için gereken zaman %80-90 oranında düşürülebilmektedir. Ayrıca yapılan çalışmalarda geri devirden sonra arıtımın, sızıntı suyunun doğrudan arıtılmasına göre %75 lere varan oranlarda maliyet azalması temin ettiği görülmüştür.

26 ODAYERİ KÖMÜRCÜODA ÇÖP SIZINTI SUYU ARITMA TESİSLERİ Odayeri

27 ODAYERİ SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİ Odayeri düzenli depolama tesisleri 1995 yılında İSTAÇ A.Ş tarafından işletmeye alınmıştır. Halen günde yaklaşık 8000 ton evsel katı atık depolanmaktadır. Depolanan alan 2005 itibarı ile 52 hektar olup, yılları arasında odayeri depolama alanına toplam 19 milyon ton evsel atık kabul edilmiştir. Yıllık depolanan katı atık miktarından hareketle sızıntı suyu miktarı 2005 yılı için 1600m³/gün dür. KOI=25000mg/l NH4-N=2200 mg/l.

28 ODAYERİ ARITMA TESİSİ Sözleşme Tarihi : Bitiş Süresi : Arıtma tesisinin amacı Sızıntı sularının yüksek kirlilik yükünü gidermek (KOİ bazında %70-80,NH4-N bazında %70) Arıtma sonunda oluşan Metan gazının atmosfere ve insan sağlığına olan zararlı etkisini bertaraf etmek. Aynı zamanda oluşan biyogazın kullanımı ile enerji üretimini sağlayarak ekonomiye katkıda bulunmak.

29 Arıtma Tesisi ; istenilen değerlere ulaşmak amacıyla 5 aşamada oluşturulmuştur. ÖN HAVALANDIRMA VE ÖN ÇÖKTÜRME KİMYASAL ARITMA AMONYAK SIYIRMA ANAEROBİK ARITMA ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA

30 1. ÖN HAVALANDIRMA Terfi pompaları 2 adet pompa kullanılarak sızıntı suyunun toplama havuzundan çökeltme havuzuna gönderilmesi sağlanmaktadır. ODAYERİ 2. KİMYASAL ARITMA (1) Çökelen çamur, çamur toplama havuzuna aktarılır Ca, Mg inorganik maddeler oksijen ile tepkimeye girmesi sonucu

31 Amonyak Uçurma Havuzu

32 Reaktör Ünitesi İç kısmı görünümü

33 Kum filtreler Oluşabilecek CaCo3 (kışır)birikintisi Anaerobik reaktör öncesinde giderilmesi sağlanır. Böylece boru hatlarında sağlıklı bir süreç elde edilmiş olur. ODAYERİ

34 ODAYERİ 3.) Anaerobik Arıtma UASB (Yukarı akışlı çamur yatağı) Reaktör ünitesi Hacim : 2x1000 m³ Metan : 8000 m³ Enerji ürt. : 700 kw/h Bu yatakta organik maddeler CH4 (metan ) ve CO2 gibi biyogazlara dönüşür.reaktörde oluşan çamur anaerobik çamur havuzuna gönderilir

35 4.) ÇAMUR SUSUZLAŞTIRMA ÜNİTESİ Elde edilen çamur keki Konveyör Bantlar vasıtasıyla Araçlara, oradan da Sahalara sevk edilir. Beltpreslere aktarılan çamura polimer ilavesi ile katı madde Konsantrasyonu arttırılmaktadır.

36 ENERJİ GERİ KAZANIMI FLARE Oluşan fazla metan gazı ise istenildiği taktirde Flare ünitesinde yakılabilecektir.

37 Laboratuar Kontrol Binası içerisinde kurulan Laboratuar ünitesi ile tesisin giriş ve çıkış değerleri sürekli incelenerek gerekli önlemlerin alınması sağlanmaktadır. ODAYERİ

38 Nihai Arıtma MBR + NF + AC

39 Depo Gazı Yönetimi Pasif kontrol Aktif kontrol

40 Pasif kontrol HDPE gaz toplama bacası İçerisi çakılla doldrulmuş hasır çelik Çim Bitki yetiştirmeye uygun toprak katmanı 60 cm sıkıştırılmış kil Ara toprak tabakası 3-5 m sıkıştırılmış çöp cm sıkıştırılmış kil 3-5 m sıkıştırılmış çöp cm sıkıştırılmış kil 3-5 m sıkıştırılmış çöp 30 cm Çakıl 4-5 cm Geotekstil (800 gr/m2) 2 mm HDPE membran 30 cm sıkıştırılmış kil 30 cm sıkıştırılmış kil Çakıl Geotekstil Yeraltı suyu dren borusu

41 TOKYO

42

43

44

45 Aktif kontrol Depo gazı miktarı hesap modelleri: Özgül gaz yöntemi Tabasaran modeli Scholl Canyon modeli SCS mühendislik modeli