TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ (EL KİTABI) ANKARA, Mayıs 2015 Bu kitabın bütün yayın hakları Türkiye Belediyeler Birliği ne aittir. Kitap, Türkiye Belediyeler Birliği nin yazılı izni olmaksızın çoğaltılamaz ve yayınlanamaz.
TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Tunus Caddesi No: 12, 06680 Kavaklıdere / Ankara Tel: (0 312) 419 21 00 Faks: (0 312) 419 21 30 www.tbb.gov.tr tbb@tbb.gov.tr ISBN: 978-605-9186-00-1 TASARIM: Gizem GÖZ Bilal BERBER BASKI: Korza Yayıncılık Basım San. ve Tic. A.Ş. Merkez: Büyük Sanayi 1. Cadde 95/11 İskitler / ANKARA Tel: 0 312 342 22 08 (Pbx) Fax: 0312 341 14 27 E-Posta: korza@korzabasim.com.tr www.korzabasim.com.tr
TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ (EL KİTABI) Prof. Dr. İzzet ÖZTÜRK Doç. Dr. A. Osman ARIKAN Y. Doç. Dr. Mahmut ALTINBAŞ Prof. Dr. Kadir ALP Y. Müh. Hüseyin GÜVEN ANKARA, Mayıs 2015
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ i SUNUŞ Türkiye Belediyeler Birliği ülkemizdeki bütün belediyelerin doğal üye olduğu, kamu tüzel kişiliğine haiz, ulusal düzeyde kurulan tek yerel yönetim birliğidir. Belediyelerimizi ulusal ve uluslararası platformlarda temsil eden, onları ilgilendiren yasa hazırlıklarını takip ederek görüş bildiren ve her kademesinden personeline eğitim hizmeti sunan, iş birlikleri ile bilgi paylaşımını teşvik eden, belediyecilik alanında dünyada ve ülkemizdeki iyi uygulama örneklerinin yaygınlaşmasına yardımcı olan Birliğimiz; asli görevlerinin yanı sıra ülkemizin yerel kalkınma politikalarına katkı sağlamak için özveriyle çalışmalarını yürütmektedir. 6360 sayılı On Dört İlde Büyükşehir Belediyesi ve Yirmi Yedi İlçe Kurulması ile Bazı Kanun ve Kanun Hükmünde Kararnamelerde Değişiklik Yapılmasına Dair Kanun ile nüfusun %93 ü belediye sınırları içerisinde yaşar hale gelmiş ve belediyelerin hizmet götürme alanları genişlemiştir. Son yıllarda milli gelirimizde yaşanan artışın da etkisiyle, çevre koruma yatırımlarına merkezi ve yerel yönetim bütçelerinden ayrılan yüksek paylar neticesinde ülke genelindeki temel çevresel altyapı yatırımlarında kayda değer gelişmeler sağlanmıştır. Çevre koruma ve geliştirme ile ilgili altyapı yatırımlarının yüksek maliyetli yatırımlar olması, bu yatırımların sürdürülebilirliğinin sağlanmasını önemli kılmaktadır. Bu durum, başta su ve atıksu arıtma tesisleri olmak üzere çevre alt yapı yatırımlarının planlanma, projelendirme ve işletim aşamalarında görev alacak kalifiye teknik personele olan ihtiyacı artırmıştır. Bu çerçevede, belediyelerimizin teknik personelinin çevre konularında teorik ve uygulama alanlarındaki bilgi birikimlerine katkı sağlaması amacıyla Birliğimiz tarafından teknik kitaplar hazırlatılmıştır. Bu kapsamda kaleme alınan eserlerden biri olan Katı Atık Geri Dönüşüm ve Arıtma Teknolojileri El Kitabı nda Belediye atıklarının bütünleşik yönetim sürecinde yer alan geri kazanım, geri dönüşüm ve bertaraf teknolojileri ile ilgili güncel bilimsel, teknolojik esaslar ve uygulamalar verilmektedir. Bütün belediyeleri tek çatı altında toplayan Birliğimiz, Birlikte Belediyecilik anlayışıyla çıktığı yolda; tarafsız, birleştirici, insan odaklı ve yenilikçi ilkeleriyle belediyelerimizi her yönüyle daha da güçlendirmek için onlara rehberlik etme çalışmalarına devam etmektedir. Bu bilinçle hazırlatılan bu kıymetli eseri sizlere sunarken, çalışmalarınıza katkı sağlamasını temenni eder, emeği geçen herkese teşekkürlerimi sunarım. Dr. Kadir TOPBAŞ Türkiye Belediyeler Birliği Başkanı (İstanbul Büyükşehir Belediye Başkanı)
ii TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ iii ÖNSÖZ Bu el kitabı, Katı Atık Geri Dönüşüm ve Arıtma Teknolojileri ile ilgili kapsamlı güncel temel bilgi ve uygulamaları, belediyelerimizin atık ile ilgili sektörde çalışan mühendis, operatör ve teknikerlerin kullanımına sunmak üzere hazırlanmıştır. Toplam 6 Bölüm den oluşan bu eserde kentsel katı atık yönetimi sorununun anlamı, önemi ve boyutları ile atık geri dönüşümü ve bertarafı sürecinde uyulması gereken temel bilimsel ve teknolojik esaslar verilmektedir. Kitapta başlıca, giriş, entegre katı atık yönetimi, katı atıkların ayrılması ve geri kazanımı, mekanik biyolojik arıtma teknolojileri, atık yakma ve gazlaştırma ile atık yönetimi maliyeti konuları incelenmiştir. Bir tür mesleki ve sosyal sorumluluk hizmeti olduğu düşüncesiyle hazırlanan bu kitapta özellikle Vesilind ve diğ.(2002), Tchobanoglous ve diğ. (1993), Mc Dougall ve diğ. (2001), Mc Bean ve diğ. (1995), Qian (2002) ve Öztürk (2010) dan geniş ölçüde yararlanılmıştır. Bu yüzden söz konusu eserlerin yazarlarına şükranlarımı sunarım. Kitapta özetle değinilen konular hakkında daha detaylı bilgi ve uygulama örnekleri için mutlaka ilgili kaynaklara başvurulması gerekecektir. İlgili Bölümlerin yazımındaki katkılarından dolayı Doç Dr. Osman A. Arıkan, Prof. Dr. Kadir Alp ve Yrd. Doç. Dr. Mahmut Altınbaş ve Y. Müh. Hüseyin Güven e şükranlarımı sunarım. Kitabın derlenmesi, bilgisayarda itina ile yazımı ve düzenlenmesinde yoğun emekleri olan Y. Müh. Aslı Özabalı Sabuncugil ve Y. Müh. Zehra Aynur a en içten teşekkürlerimi sunarım. Kitabın üniversite dışında basılabilmesi için bizlere izin veren İTÜ Rektörü Prof. Dr. Mehmet Karaca ya, İnşaat Fakültesi Dekanı Prof. Dr. Gaye Onursal Denli ye ve Bölüm Başkanımız Prof. Dr. İsmail Toröz e şükranlarımı arz ederim. Eserin basımını sağlayan Türkiye Belediyeler Birliği Başkanı Sayın Dr. Kadir Topbaş a, Genel Sekreter Sayın Hayrettin Güngör ve Genel Sekreter Yardımcısı Sayın Recep Şahin ile değerli çalışanlarına teşekkürü borç bilirim. Prof. Dr. İzzet ÖZTÜRK
iv TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ v İÇİNDEKİLER SUNUŞ... I ÖNSÖZ... III 1. GİRİŞ... 1 1.1. Atık Tanımı ve Sınıflandırması... 1 1.2. Katı Atık Miktar ve Karakterizasyonu... 2 1.2.1. Atık Miktar ve Özellikleri... 2 1.2.2. KKA Üretimi... 5 1.2.3. Türkiye de KKA Oluşumu ve Bileşimi... 15 2. ENTEGRE KATI ATIK YÖNETİMİ... 25 2.1. EKY Sistemi Özellikleri... 26 2.2. EKY Uygulama Seçenekleri... 26 2.2.1. Atık Azaltma... 26 2.2.2. Maddesel Geri Dönüşüm ve Kompostlaştırma... 27 2.2.3. Termal Dönüşüm (Yakma, Gazlaştırma, Biyometan Enerjisi)... 28 2.2.4. Düzenli Depolama... 28 2.3. EKY Sisteminin Verimi... 29 2.4. AB ile Uyumlu EKY Mevzuatı... 29 2.4.1. Uluslararası Mevzuat... 29 2.4.2. Ulusal Mevzuat... 33 2.5. Türkiye de AB ile Uyumlu Stratejik EKY Planlaması... 36 2.5.1. EHCIP Projesi (2005)... 36 2.5.2. Katı Atık Ana Planı (KAAP I. Aşama (2006), KAAP II. Aşama (2009))... 44 2.5.3. Atık Yönetimi Eylem Planı (ÇŞB, 2008)... 48 2.5.4. Atık Yönetimi ile İlgili Kurumsal Yapılanma... 48 2.5.5. Türkiye de Atık Sektörü Finansman İhtiyacı... 52 2.6. Farklı Atık Yönetim Seneryolarının Enerji Geri Kazanımı ve Karbon Ayakizi Bakımından Değerlendirilmesi... 57 3. KATI ATIKLARIN AYRILMASI VE GERİ KAZANIMI... 63 3.1. Geri Dönüştürülebilir Maddelerin Geri Kazanımı... 63 3.2. Kaynağında Ayrılmış Atık Maddelerinin Geri Kazanımı... 64 3.2.1. Atık kumbaraları (Geri Dönüşüm İstasyonları)... 64 3.2.2. Atık Toplama (Geri Dönüşüm) Merkezleri (ATM)... 64 3.3. Maddesel Geri Kazanım Tesisleri... 66 3.3.1. MGT nin Tasarımı... 67 3.3.2. Akım Şemaları... 68 3.3.3. Tesis Tasarımı ve Planı... 69 3.3.4. İnşaat ve Yıkıntı Atıkları için MGT... 71 3.3.5. Kaynağında Ayrılmış Atıklar İçin MGT... 71 3.3.6. Karışık Atıklar için MGT... 73 3.4. Maddesel Ayırma... 74 3.4.1. Temel İlkeler... 74 3.4.2. Elle Ayırma... 80 3.4.3. Mekanik Ayırma... 81
vi TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ 3.4.4. Boyut Küçültme... 82 3.4.5. Eleme... 85 3.4.6. Yoğunluk Farkı ile Ayırma... 89 3.4.7. Mıknatısla Ayırma... 92 3.4.8. Sıkıştırma... 94 3.4.9. Hamurlaştırıcı (Pulper)... 98 3.5. İşleme, Taşıma ve Depolama... 98 3.5.1. Taşıyıcı Ekipmanlar... 98 3.5.2. Depo Konteynerleri ve Binaları... 105 4. MEKANİK BİYOLOJİK ARITMA TEKNOLOJİLERİ... 106 4.1. Genel Esaslar... 106 4.2. Havalı Biyolojik Arıtma (Kompostlaştırma)... 108 4.2.1. Kompostlaştırmanın Esasları... 109 4.2.2. Mikrobiyoloji... 111 4.2.3. Biyokimya... 113 4.2.4. Kompostlaştırmaya Etki Eden Faktörler... 113 4.2.5. Kompostlaştırma Yöntemleri ve Teknolojileri... 127 4.2.6. Yerel (Ev Tipi) Kompost Teknolojileri... 134 4.2.7. Kompostlaştırma Proseslerinin Karşılaştırılması... 139 4.3. Havasız (Anaerobik) Biyolojik Arıtma... 140 4.3.1. Proses Tanımı... 140 4.3.2. Reaktör Tipleri... 141 4.3.3. Proses Kontrol Parametreleri... 141 4.3.4. Anaerobik Arıtma Sistemleri... 142 4.4. Biyolojik Kurutma... 149 4.5. Kompost Sürecinin Çevresel Etkileri... 155 4.5.1. Koku Yönetim Stratejileri... 155 4.5.2. Koku Arıtma... 160 4.5.3. Su Kalitesi Kontrolü... 165 4.5.4. Gürültü Kontrolü... 170 4.5.5. Vektör Kontrolü... 171 4.6. Kompost Ürünü Kalitesi ve Stabilitesi... 171 4.6.1. Kompost Ürün Kalitesi... 172 4.6.2. Kompost Stabilitesinin Belirlenmesinde Kullanılan İndis ve Oranlar... 174 4.7. Kompostun Faydaları ve Kullanım Alanları... 179 4.8. Kompost Standartları... 180 4.8.1. Proses Kontrolü ile İlgili Standartlar... 180 4.8.2. Ürün Kalitesi ile İlgili Standartlar... 182 4.8.3. Türkiye de Kompost Kalite Standartları... 184 4.9. Kompostun Pazarlanması... 186 4.9.1. Pazarlama Yeri ve Şekli... 187 4.9.2. Pazar Geliştirme... 187 5. ATIK YAKMA VE GAZLAŞTIRMA... 189 5.1. Giriş... 189 5.2. Kütlesel Atık Yakma Prosesi... 190 5.3. Evsel Atığın Isıl Değeri... 191
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ vii 5.3.1. Elementel Analiz... 192 5.3.2. Atığın Bileşimine Dayanan Analiz... 193 5.3.3. Tahmini Analiz... 196 5.4. Atık Yakma Proses Ön Tasarımı ile ilgili Genel Hususlar... 199 5.4.1. Teorik (Stokiyometrik) Hava İhtiyacı Hesabı... 199 5.4.2. Verim, Sıcaklık Kontrolü ve Isı Dengesi... 201 5.5. Evsel Katı Atık Yakma Tesisleri... 202 5.5.1. Atıktan Enerji Geri Kazanımlı Yakma Tesisleri... 203 5.5.2. Isı Geri Kazanımı... 213 5.5.3. Piroliz ve Gazlaştırma... 215 5.6. Kütlesel Yakma ve ATY (RDF/Atıktan Türetilmiş Yakıt) Yakma Tesisleri Kıyaslaması... 223 5.7. Ayrı Toplanmış Kağıt ve Plastiklerin Yakılması... 224 5.8. Türkiye de Kentsel Katı Atıkların Termal Yöntemlerle Bertarafı... 224 5.8.1. Türkiye de Kentsel Katı Atık (KKA) Sorununun Boyutları... 224 5.8.2. Türkiye de Termal Yöntemlerle Bertarafı Gereken KKA Miktarı ve Gerikazanılabilecek Enerji Potansiyeli... 225 5.9. Yakma Tesislerinin Çevresel Etkileri... 227 5.9.1. Atık Isı... 227 5.9.2. Kül... 227 5.9.3. Hava Kirleticileri... 229 5.10. Hava Kirleticileri Kontrolü... 230 5.10.1. Baca Gazı Arıtımı... 231 5.10.2. Partiküler Maddelerin Kontrolü... 232 5.10.3. Gaz Kirleticilerin Kontrolü... 235 5.10.4. Dioksinlerin Kontrolü... 236 5.11. Yakma Tesisi Atıklarının Arıtımı... 237 5.11.1. Yakma Tesisi Atıkları... 237 5.11.2. Katı Atıkların Arıtımı... 237 5.11.3. Atıksuların Arıtımı... 239 5.12. Çözümlü Problemler... 240 6. ATIK YÖNETİMİ MALİYETİ... 244 6.1. ABD Uygulamalarından Elde Edilen Veriler... 244 6.1.1. İlk Yatırım Maliyeti... 244 6.1.2. İşletme ve Bakım Maliyeti... 246 6.2. Genel Uluslararası Veriler... 247 6.2.1. Tipik Toplama, Transfer (Taşıma) ve Bertaraf Maliyetleri... 247 6.2.2. Arıtma ve Bertaraf Teknolojilerine Özgü Maliyetler... 249 6.3. Türkiye Verileri... 251 6.3.1. İstanbul Büyükşehir Belediyesi Verileri... 252 6.3.2. AB Tarafından Finanse Edilen Bazı Projelerin Maliyet Verileri... 254 KAYNAKLAR... 257 SÖZLÜK... 262 DİZİN... 266
viii TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ EKLER... 268 Ek 1. Büyükşehir Dışındaki Belediyeler için Tahmini Birim Atık Oluşumları ve İldeki Birlik Sayısı, Birlik Adı ve Birlik Üyeleri (İlçe Belediyeleri)... 269 Ek 2. Katı Atık Karakterizasyonu Prosedürü... 275 Ek 3. Büyükşehir Dışındaki Belediyeler için Tahmini Katı Atık Karakterizasyonları... 280
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ IX KISALTMALAR AB AK ABD AKR ASTM ATM ATY BAGT BOİ BBA BTU CBS ÇED ÇŞB DDT EEEA EHCIP EKY EPA ESP GKK GSMH GTHB HI H aıd H uıd İBB İSKİ İSU İTÜ İ&Y KA KAAP KAKY KAM KKA KM KOİ KOKA MGT MIS MTI NÖT OECD PCDD PCDF PM RCRA RI SKKY TBMM TK TKKY TKM TKN TOK TÜİK UF UKM UNDP UNEP USAID UYA : Avrupa Birliği : Avrupa Konseyi : Amerika Birleşik Devletleri : Ardışık Kesikli Reaktör : ABD Teknik Standartlar Topluluğu : Atık Toplama Merkezi : Atıktan Türetilmiş Yakıt : Baca Gazı Arıtma Teknolojileri : Biyolojik Oksijen İhtiyacı : Biyobozunur Atık : İngiliz Isıl Birimi : Coğrafi Bilgi Sistemi : Çevresel Etki Değerlendirmesi : T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı : Düzenli Depolama Tesisi : Elektrikli ve Elektronik Ekipman Atıkları : Yüksek Maliyetli Çevre Yatırımlarının Planlaması Projesi : Entegre Katı Atık Yönetimi : ABD Çevre Koruma Ajansı : Elektrostatik Çöktürücü : Geosentetik Kil Kaplama : Gayri Safi Milli Hasıla : T.C. Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı : Hümik Madde İndisi : Alt Isıl Değer : Üst Isıl Değer : İstanbul Büyükşehir Belediyesi : İstanbul Su ve Kanalizasyon İdaresi : İzmit Su ve Kanalizasyon İdaresi : İstanbul Teknik Üniversitesi : İnşaat ve Yıkıntı Atıkları : Katı Atık : Katı Atık Ana Planı Projesi : Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliği : Kompost Aktarma Makinesi : Kentsel Katı Atık : Katı Madde : Kimyasal Oksijen İhtiyacı : Kentsel Organik Katı Atık : Maddesel Geri Kazanma Tesisi : Yönetim Bilgi Sistemi : Minimum Teknolojiyle Islah : Nihai Örtü Tabakası : Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü : Poliklorlu Dibenzodioksin : Poliklorlu Dibenzofuran : Partiküler Madde : ABD Kaynakların Korunması ve Geri Kazanımı Yasası : Solunum İndisi : Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği : Türkiye Büyük Millet Meclisi : Taban Kaplaması : Toprak Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği : Toplam Katı Madde : Toplam Kjeldahl Azotu : Toplam Organik Karbon : Türkiye İstatistik Kurumu : Ultra Filtrasyon : Uçucu Katı Madde : Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı : Birleşmiş Milletler Çevre Programı : ABD Uluslararası Kalkınma Ajansı : Uçucu Yağ Asitleri
X TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 1 1. GİRİŞ 1.1. Atık Tanımı ve Sınıflandırması Atığın sözlük anlamı düşük değerde, kullanım dışı veya faydasız kalıntı (bakiye) olarak ifade edilmektedir. Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP) atığı, sahibinin istemediği, ihtiyacı olmadığı, kullanmadığı, arıtma ve uzaklaştırılması gerekli maddeler olarak tarif etmektedir (Şekil 1.1.). Şekil 1.1. Katı atık Atığın Ekonomik Kalkınma ve İşbirliği Örgütü (OECD) ve Avrupa Birliği (AB) atık direktiflerine (Avrupa Birliği Komisyonu, 1975) göre de benzer tanımları yapılmaktadır. Atık, insan faaliyetlerinin bir yan ürünüdür. Fiziki olarak diğer ürünlerdekilerle aynı maddeleri ihtiva eden atığın yegane farkı, değerinin düşük olması veya değer taşımayışıdır. Atığın düşük değerde veya değersiz oluşu, çoğu kere karışık olması veya bileşiminin bilinmemesiyle ilgilidir. Atık bünyesindeki maddelerin ayrılması ve bu maddelerin geri dönüşümü mümkün olduğunda, atığın değeri artar. Atığın değeri karışım derecesi (safsızlık) ile ters orantılıdır (Şekil 1.2.). Atık çeşitli kriterlere göre sınıflandırılabilir: fiziki durumuna göre (katı, sıvı, gaz), orijinal kullanımına göre (ambalaj atığı, mutfak atığı v.b.), madde grubuna göre (cam, kağıt, plastik, metal v.b.), fiziki özelliklerine göre (yanabilir, kompostlaştırılabilir, geri kazanılabilir v.b.); kaynağına göre (kentsel, ticari, kurumsal, zirai, endüstriyel v.b.) veya emniyet düzeyine göre (tehlikeli, tehlikesiz, inert v.b.). Ev ve işyerlerinden gelen katı atıklar, belediye atığı, bir başka deyişle kentsel katı atık (KKA) olarak tarif edilmekte olup bu tür atıkların toplam katı atık miktarı içindeki payı genelde %10 dan daha azdır. KKA dışındaki diğer katı atık unsurları, tarım ve madencilik atıkları, endüstriyel atıklar, enerji santralleri atıkları, arıtma tesisi çamurları ile İnşaat ve Yıkıntı (İ&Y) atıklarıdır. Kentsel katı atıklar (belediye atıkları) başlıca aşağıdaki bileşenleri içerir: Karışık evsel katı atıklar Geri dönüştürülebilir atıklar (gazete ve mecmualar, alüminyum kutular, süt kutuları, plastik meşrubat şişeleri, metal kutular, oluklu karton v.b.) Evlerden çıkan tehlikeli atıklar (piller, ampuller, boya kutuları v.b.)
2 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Ticari ve kurumsal atıklar (iş yerleri, okullar ve diğer kamu binalarından gelen atıklar) Evsel nitelikli endüstriyel katı atıklar Şekil 1.2. Atık hakkında bazı anahtar kavramlar (Mc Dougall v.d., 2001) Bahçe, hal ve pazaryeri atıkları (yeşil atıklar) Cadde, kaldırım ve meydan süprüntüleri Hacimli atıklar (mobilya, beyaz eşya v.b.) Aşağıda listelenen katı atıklar, kentsel katı atık tanımı kapsamı dışında kabul edilir: İnşaat, yıkıntı ve hafriyat atıkları (bazen KKA içinde de yer alır ancak bu kitapta, aksi belirtilmedikçe, KKA tanımının İ&Y atıklarını ihtiva etmediği esas alınmıştır.) Su ve atıksu arıtma tesisi çamurları Atık elektrikli ve elektronik aletler, cihazlar Hurda araçlar, lastikler ve özel işlem gerektiren diğer hacimli atıklar Hastane atıkları (enfekte atıklar ve ameliyathane atıkları) Kentsel katı atıklar, halkla yakın temas ve işbirliği ile yönetilmesi gereken, başarısızlık halinde ağır siyasi bedeli olan, sorunlu atıklardır. KKA bileşimi ve üretim miktarı coğrafi, iklimsel, sosyo-ekonomik ve mevsimsel etkenlere bağlı olarak ülkeden ülkeye ve kentsel alanlarla kırsal alanlar arasında önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Buna mukabil, ticari, kurumsal ve endüstriyel katı atıklar daha homojen bir bileşim gösterirler. 1.2. Katı Atık Miktar ve Karakterizasyonu 1.2.1. Atık Miktar ve Özellikleri KKA lar genelde geri dönüştürülebilir/kazanılabilir atıklar (ambalaj atıkları, gazete/dergi kağıtları) ve diğer atıklar (mutfak atıkları v.d.) olmak üzere iki ana
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 3 bileşenden oluşur. Ambalaj atıkları ve kağıt iyi bir toplama organizasyonu ile kolayca geri dönüştürülebilir. Mutfak, bahçe ve pazaryeri atıkları da kompostlaştırılarak geri dönüştürülebilir. Atık oluşumunu ve bileşenlerini etkileyen en önemli faktörler, yerleşim yerinin coğrafik konumu, sosyo-ekonomik yapısı, enerji kaynakları ve mevsimsel değişimleridir. Bu faktörler aynı zamanda ülkelerin kişi başına düşen gelir seviyesi ile de ilgilidir. Gelir seviyesine bağlı olarak KKA bileşiminin değişimi Şekil 1.3 de verilmiştir (Twardowska v.d., 2004). Düşük gelir seviyesine sahip ülkelerdeki diğer kategorisini oluşturan ana atık bileşeni küldür. Söz konusu kül miktarı, orta ve yüksek gelir seviyesindeki ülkelere oranla dört kat daha fazladır. Bunun yanında orta ve düşük gelir seviyesindeki ülkeler için kompostlaştırılabilir organik madde miktarı, yüksek gelir seviyesindeki ülkelere oranla oldukça fazladır. Geri dönüştürülebilir bileşenler ise, düşük gelir seviyesindeki ülkelerde oldukça düşüktür. KKA içindeki söz konusu geri dönüştürülebilir bileşenler için günümüzde, belli hedeflerin sağlanmasını öngören yasal mevzuat geliştirilmiştir. Örneğin, ABD Ulusal Çevre Koruma Ajansı nın (EPA) 2000 li yıllardaki toplam ambalaj atıkları geri dönüşüm oranı hedefi %35 olup bazı eyaletlerde şimdiden %50 lik değerlere ulaşılmıştır (Vesilind v.d., 2002). AB ülkelerinde 2013 yılı ambalaj atıkları geri dönüşüm oranı hedefi %60 dır. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Ambalaj Atıkları Yönetmeliği nde 2020 yılı için öngörülen geri dönüşüm/geri kazanma hedefi de AB ile uyumlu olarak %60 dır. Bazı durumlarda toplam KKA, İ&Y, atıkları, arıtma çamurları, park/bahçe atıkları ve hacimli eşyaları da içermektedir. Birçok ülkede, tüketicilerin atıklarındaki geri dönüşebilir maddelerin miktarını arttırmak için değerlendirilebilir atık miktarı, toplam KKA miktarı üzerinden hesaplanmakta ve böylece yüksek geri dönüşüm oranları elde edilmektedir. Bu tür bir hesap, Problem 1.1. de verilmiştir.
4 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Şekil 1.3. Ülkelerin gelir seviyesine bağlı KKA bileşenlerinin değişimi (Twardowska v.d., 2004) Problem 1.1. Geri Dönüştürülebilir Atık Miktarının Hesabı Bir yerleşim yerinden üretilen yıllık katı atık miktarları aşağıda verilmektedir. Bileşenler Miktar (ton/yıl) Karışık KKA 255 Geri kazanılabilir atıklar (atık kumbaraları ve ATM ler) 65 İ&Y atıkları 120 Arıtma tesisi çamurları 32 Park/bahçe atıkları 4 Geri dönüşebilir atıklar, ayrıca toplanmakta ve maddesel geri kazanım tesisinde işlenmektedir. Karışık KKA ve park/bahçe atıkları depolama alanına gönderilmektedir. Çamurlar kurutulmakta ve boş arazilere serilmekte, İ&Y atıkları ise dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu şekilde katı atık yönetiminin uygulandığı bir yerleşim yerinde, geri dönüştürülebilir atık miktarı ne olur? Çözüm: Hesaplama KKA esas alınarak yapılırsa, yılda üretilen toplam atık miktarı 476 ton olacaktır. Bütün atıklar depolama alanına gönderilmediği için geri dönüşüm oranı, depolamaya gönderilmeyen atıklar dikkate alınarak hesaplanırsa; 65 120 32 100 %46 476 gibi yüksek bir toplam geri dönüşüm oranı bulunacaktır. Ancak geri dönüşüm oranı karışık KKA esas alınarak hesaplanırsa, kumbara + ATM sistemi üzerinden geri kazanılan atık miktarı 65 t/yıl olduğundan,
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 5 65 100 %20 255 65 olarak elde edilecektir. Bu oran yüksek olmasa da, gerçekte elde edilen değeri ifade etmektedir. 1.2.2. KKA Üretimi Üretilen ve atık toplama araçları ile toplanan katı atık miktarı, katı atık yönetim planının oluşturulması açısından oldukça önemlidir. Miktarın belirlenmesi, toplama araçlarının güzergahının tayininde, toplama ekipmanlarının seçilmesinde, maddesel geri kazanım tesislerinin tasarlanmasında ve bertaraf yöntemlerinin belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Dünya genelinde oluşan kentsel atık miktarı Şekil 1.4. de verilmektedir. Şekil 1.4. Dünya genelinde oluşan kentsel katı atık miktarları (Kranert vd., 2013) Atık üretim artış hızı gelir ve varlıklardaki artış hızı ile (milli gelir artış hızı) doğru orantılıdır. Ülkelerin gelir seviyelerine bağlı olarak üretilen atık miktarının günümüzdeki değişimi ve 2025 yılı için yapılan tahmini Şekil 1.5. de verilmiştir (Twardowska v.d., 2004). Daha yüksek gelir düzeyine sahip yerleşim yerlerinde, daha çok tüketim olacağından atık oluşumu da fazladır. Tablo 1.1 incelendiğinde yüksek gelir seviyesine sahip yerleşim yerlerindeki birim atık oluşumu değerlerinin orta ve düşük gelir seviyesine sahip bölgelerden daha fazla olduğu görülmektedir. Gelir düzeyi bir yerleşim yerindeki insan sayısı ile ilişkilendirilirse, konut sahibi varlıklı insanların, kiralık apartman dairelerinde yaşayan düşük veya orta gelirli insanlara oranla daha çok atık ürettiği tespit edilmiştir (Şekil 1.6.). Tablo 1.1. Gelir seviyesine göre ortalama KKA oluşum hızları (Hoornweg ve Bhada- Tata, 2012) Gelir seviyesi KKA oluşumu (kg/kişi-gün) Düşük gelir 0,6-1,0 Orta gelir 0,8-1,5 Yüksek gelir 1,1-4,5
6 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Üretilen katı atık miktarları yıl içerisinde mevsimlere göre farklılık göstermektedir. Wisconsin de bulunan beş farklı depolama alanı ve New Orleans da ölçülen atık üretim değerleri için ortalama yıllık değişimler Şekil 1.7. de verilmektedir. Wisconsin de, soğuk kış aylarında (Ocak ve Şubat) düşük katı atık oluşumu gözlenirken, sıcak bir iklime sahip New Orleans da beklenildiği gibi katı atık miktarında yıl boyu çok az bir değişiklik gözlenmiştir. Mevsimsel değişikliklere ek olarak günlük katı atık üretiminde de farklılıklar gözlenmektedir. Pazartesi günleri atık üretimi açısından en fazla, cuma ise en az atık üretimi olan gün olmaktadır. Ancak, bu tür değerlendirmeler yapılırken belediyelerin çöp toplama programları da dikkate alınmalıdır. Yılın bazı dönemleri ortalama atık üretimi yıllık ortalamanın % 130 u gibi değerlere ulaşırken, bazı dönemlerde ortalamanın % 80 ı civarında atık oluşumu gözlenmektedir. Şekil 1.5. Ülkelerin gelir seviyesine bağlı ortalama KKA miktarının değişimi (Twardowska v.d., 2004)
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 7 Şekil 1.6. Atık üretiminin konut başına kişi sayısı ile değişimi (Vesilind v.d., 2002) Toplama sıklığı da atık üretimi üzerinde etkili olmaktadır. Genellikle yüksek toplama sıklıkları uygulandığında daha yüksek miktarda KKA oluşmaktadır. Toplama sıklığı düşük (toplama aralığı daha uzun) olduğunda katı atıklara yerinde farklı uzaklaştırma teknikleri uygulanmaktadır. Diğer yandan, toplama işlemi sık yürütülmediği yerlerde az atık oluşumunun gözlenmesi, değerlendirilebilir atıkların yüksek oranda geri dönüştürüldüğü anlamına da gelebilmektedir. Şekil 1.7. Kişi başına KKA üretiminin yıl içindeki değişimi (Vesilind v.d., 2002) Amerika da eldeki verilere göre, son 40 yılda oluşan atık miktarları önemli ölçüde artmıştır. Bu süre içerisinde, özellikle plastik üretim miktarındaki artış dikkat çekicidir.
8 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Şekil 1.8. de kişi başına ve toplam KKA üretiminin yıllara göre değişimi gösterilmiştir. Kişi başına üretilen atık miktarı 1990 yılından sonra fazla değişiklik göstermemiştir. Şekil 1.8. Amerika da son 40 yılda üretilen KKA miktarı (Vesilind v.d., 2002) Amerika da üretilen KKA nın diğer atıklar içerisindeki yeri ve bu atıkların miktarları Tablo 1.2. de verilmiştir. Tablo 1.2. Amerika da üretilen katı atık türleri ve miktarları, 1998 Atık kaynağı Miktar (milyon ton/yıl) Zirai 250 Endüstriyel 400 Madencilik 1 200 KKA 246 EKA (evlerden gelen atık) 208 İ&Y 30 Arıtma çamuru 8 Dünya genelinde 49 ülkenin KKA üretim değerleri Şekil 1.9. da verilmiştir. Şekilde görüldüğü üzere en fazla KKA üretimi Hong Kong da, en düşük üretim ise Litvanya da gözlenmiştir.
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 9 Şekil 1.9. Ülke bazında kentsel katı atık üretim değerleri (Mc Dougall v.d., 2001) Hoornweg ve Bhada-Tata nın (2012) Dünya Bankası için hazırladığı rapora göre katı atık oluşumu en fazla OECD ülkerinde olduğu görülmektedir. Birçok gelişmiş ülkenin aralarında olduğu OECD ülkelerinde ortalama atık oluşum hızı 2,2 kg/kişi-gün civarındadır. 2012 yılı itibariyle 572 milyon ton atık oluşumu ile OECD ülkeleri Dünya daki toplam atık oluşumunun %44 ünü oluşturmaktadır (Şekil 1.10.). AFR: Afrika, SAR: Güney Asya, MENA: Orta Doğu ve Kuzey Afrika, ECA: Doğu Avrupa ve Orta Asya, LAC: Latin Amerika ve Karayipler, EAP: Uzak Doğu ve Pasifik Ülkeleri, OECD: OECD Ülkeleri Şekil 1.10. Dünya nın çeşitli bölgeleri için KKA oluşumu (Hoornweg ve Bhada-Tata, 2012)
10 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ Şekil 1.11. da AB genelinde verilen katı atık arıtım teknolojilerine bakıldığında, kentsel katı atıkların tamamına yakınının düzenli depolama ile bertaraf edildiği ülke Romanya olarak verilmişken, katı atıkların ağırlıklı olarak yakma, kompost ve geri dönüşüm teknolojisi ile bertaraf edildiği ülke Almanya olarak verilmiştir. Almaya ve İsviçre de 2012 yılı itibari ile yakma, geri dönüşüm ve kompost teknolojileri uygulanmaksızın doğrudan Düzenli Depolama Tesisleri ne verilen kentsel atık miktarı sıfırlanmıştır. Belçika, İsveç, Hollanda, Avusturya, Danimarka ve Norveç te ise doğrudan düzenli depolamaya yönlendirilen kentsel atık miktarı <%5 tir. AB Komisyonunun 7. Çevresel Eylem Planı yol haritasında, AB üyesi ülkelerde doğrudan düzenli depolamaya giden kentsel atık miktarının 2030 yılına kadar tamamen sıfırlanması öngörülmektedir (Kozmiensky, 2014). Şekil 1.11. 2012 yılı itibari ile Avrupa da kentsel katı atık bertaraf teknolojileri (Kozmiensky, 2014) Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) verilerine göre, 2010 yılı için oluşan belediye atık miktarlarının ülkelerarası karşılaştırması Tablo 1.3. de verilmektedir. Türkiye de 2000-2012 dönemi için katı atık hizmeti verilen Belediyelere ilişkin bilgiler ise Tablo 1.4. de sunulmaktadır.
KATI ATIK GERİ DÖNÜŞÜM VE ARITMA TEKNOLOJİLERİ 11 Tablo 1.3. Oluşan belediye atık miktarının ülkelerarası karşılaştırması, 2010 Ülke Oluşan KKA (kg/kişi-yıl) Avrupa Birliği (27 ülke) 502 Güney Kıbrıs 760 İsviçre 707 Lüksemburg 678 Danimarka 673 İrlanda 636 Hollanda 595 Malta 591 Avusturya 591 Almanya 583 İzlanda 572 İspanya 535 Fransa 532 İtalya 531 İngiltere 521 Portekiz 514 Finlandiya 470 Norveç 469 Belçika 466 İsveç 465 Yunanistan 457 Slovenya 422 Macaristan 413 Bulgaristan 410 Türkiye 407 Bosna Hersek 403 Litvanya 381 Hırvatistan 369 Romanya 365 Makedonya 351 Slovakya 333 Çek Cumhuriyeti 317 Polonya 315 Estonya 311 Letonya 304 Kaynak: Eurostat Tablo 1.4. Belediye çevre göstergeleri (2000-2012) Yıllar 2000 2007 2010 2012 Türkiye nüfusu 67.803.927 70.586.256 73.722.988 75.627.384 Toplam belediye sayısı 3.225 3.225 2.950 2.950 Toplam belediye nüfusu 53.935.050 58.581.515 61.571.332 63.743.047 Atık hizmeti verilen belediye sayısı 3.028 3.129 2.879 2.894 Atık hizmeti verilen belediye nüfusu 52.329.045 57.800.347 60.946.131 63.105.474 Atık hizmeti verilen nüfusun toplam nüfusa oranı (%) 77 82 83 83 Atık hizmeti verilen nüfusun belediye nüfusuna oranı (%) 97 99 99 99 Atık bertaraf ve geri kazanım tesisleri ile hizmet edilen nüfusun toplam nüfusa oranı (%) 26 39 47 -* Atık bertaraf ve geri kazanım tesisleri ile hizmet edilen nüfusun belediye nüfusuna oranı (%) 32 47 56 -* * Atık Bertaraf ve Geri Kazanım Tesisleri Temel Göstergeleri, 2012 yılından itibaren Atık Bertaraf ve Geri Kazanım Tesisleri Haber Bülteni ile hem evsel hem endüstriyel atıklar için tüm Türkiye genelini kapsayacak şekilde yayımlanmaktadır. Kaynak: TÜİK
12 TÜRKİYE BELEDİYELER BİRLİĞİ TÜİK verilerine göre Türkiye de toplanan kentsel katı atık miktarı, 2012 yılı itibarı ile 25.845.000 t/yıl olup mevcut durumda ülke nüfusunun %83 ü, Belediye nüfusunun ise %99 u atık toplama hizmetinden yararlanmaktadır. TÜİK e göre 2000-2012 dönemi için kişi başına üretilen katı atık miktarları Tablo 1.5. de verilmektedir. Mevcut durumda 2012 yılı için kişi başına bir günde oluşan kentsel atık miktarı 1,12 kg/kişi-gün mertebesindedir. Tablo 1.5. Temel çevre göstergeleri, 2000-2012 Yıllar 2000 2007 2010 2012 Kişi başı yıllık ortalama atık miktarı (kg/kişi-yıl) 478 442 416 409 Kişi başı günlük ortalama atık miktarı (kg/kişi-gün) 1,31 1,21 1,14 1,12 Kaynak: TÜİK TÜİK 2010 verilerine göre, Belediye nüfusunun %56 sı Düzenli Depolama ve Kompostlaştırma gibi Atık Yönetimi Mevzuatına uygun yöntemlerden yararlanmaktadır (Tablo 1.4.). Belediyeler için geçerli olan %99 luk atık hizmetleri kapsama oranına göre, benzer şekilde Belediye atığının ~%56 sı mevzuata uygun tesislerde bertaraf edilmektedir. ÇŞB Atık Yönetimi Eylem Planı nda (2008-2012), 2012 yılında Belediye nüfusunun %70 inin atıklarının Düzenli Depolama Tesisleri nde bertarafı öngörülmektedir. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı güncel verilerine göre ise, 2012 yılında Türkiye genelinde düzenli depolama ve kompostlaştırma hizmetleri ile kapsama oranı sırasıyla %58 ve %1 ile toplamda %59 mertebesine çıkmaktadır (Arıkan v.d., 2012). Kentsel katı atıkların ağırlıkça ~%30 unu, hacimce ~%50 sini ambalaj atıkları oluşturmaktadır. Sürdürülebilir bir atık yönetim sistemi, ambalaj atıklarının diğer atıklarla karışmadan kaynağında ayrı toplanması ve organize bir yapılanma (ikili toplama) kapsamında gerikazanımını gerektirmektedir. Katı atıkların Kontrolü Yönetmeliği uyarınca 1992-2004 döneminde piyasaya sürülen ambalaj atıklarının ~%34 ü (öngörülen oran %33) geri kazanılmıştır (ÇŞB, 2010.a). Ambalaj Atıkları Şube Müdürlüğü Ambalaj Bülteni kayıtlarına göre 2007 yılı itibarı ile Türkiye genelinde 2.136.860 t ambalaj atığı gerikazanımı sağlanmıştır. Bu değer 2007 yılı kentsel atık üretiminin ~%8,8 ine karşı gelmekte olup ambalaj bileşenlerine göre dağılımı Tablo 1.6. da verilmiştir (ÇŞB, 2010.a). Tablo 1.6. 2007 yılı ambalaj ve ambalaj atıkları istatistiki sonuçları Piyasaya Geri Üretilen Geri Geri Gerçekleşen Sürülen Kazanılması Atık Ambalaj Ambalaj Kazanım Kazanılan Geri Ambalaj Gereken Kodu Cinsi Miktarı Oranları Miktar Kazanım Miktarı Miktar (t) (%) (t) Oranı (%) (t) (t) 15 01 Plastik 867.221 351.354 35 115.310 139.703 40 02 15 01 Metal 152.562 133.822 35 46.054 75.323 56 04 15 01 Kağıt- 1.496.089 558.918 35 183.718 1.825.692 327* (50) 01 Karton 15 01 Cam 343.010 352.550 35 121.987 88.974 25 07 15 01 Kompozit 63.779 49.876 35 16.822 7.168 14 05 TOPLAM 2.922.661 1.446.520 483.891 2.136.860 92 Kaynak: Çevre ve Şehircilik Bakanlığı