İstanbulda Atık Kompozisyonu ve Kalorifik Değer Çalışmaları

Katı atıkların kompozisyonu; katı atık sahalarından numune alarak ya da madde akışı denilen bir ülkedeki üretilen veya ithal edilen mallar arasından kullanıldıktan sonra evsel katı atık niteliği taşıyacak olanlar tespit edilerek belirlenebilir (Aykol,2008).Bu iki sistemin karşılaştırılması Çizelge 4.1‟ de görülmektedir.

Çizelge 4.1 : Evsel katı atıkların kompozisyonunun belirlenmesi (Aykol,2008)

Madde Akışı Yöntemi Numune Alma Yöntemi

Evsel ve ticari bazı endüstriyel katı atıkların içeriğinin belirlenmesinde kullanılır.

Katı atık sahalarındaki atıkların içeriğinin belirlenmesinde kullanılır. Bütün ülkenin katı atığının içeriğini

gösterir.

Belirli bir alandaki katı atığın içeriğini gösterir.

Uzun bir zaman periyodu için yıllık değerler verir.

Sadece numune alındığı zamana ait bilgiler verir.

Katı atığın oluşumu için yıllık değer verir.

Yeterli numune alındığı taktirde mevsimsel değerler verir. Bölgesel değişim göz önünde

bulundurulmaz.

Bölgesel değişimler göz önünde bulundurulmuş olur.

İstatistiki bilgiler daha ucuz ve zahmetsizdir.

Çok sayıda ve farklı yerlerden numune almak pahalı ve zahmetlidir.

İstanbul‟ da oluşan katı atıkların özelliklerinin belirlenmesi uygulanabilecek bertaraf yöntemlerinin değerlendirilmesi amacıyla atık karaterizasyon çalışmaları İstanbul Büyükşehir Belediyesi İSTAÇ A.Ş. tarafından 2005, 2006 ve 2007 yıllarında yapılmıştır. İSTAÇ tarafından yapılan karakterizasyon çalışması kapsamında yürütülen faaliyetler aşağıda verilmiştir (Saltabaş ve diğ., 2010):

• İlçe belediyelerinden İstanbulda bulunan aktarma istastonuna gelen atıklardan rasgele seçim metodu ile karışık kentsel katı atık numunesi alınması

• Alınan numunelerin, madde grup analiz çalışmasının yapılacağı İstanbul Büyükşehir Belediyesi Kemerburgaz Geri Kazanım ve Kompostlaştırma Tesisine nakledilmesi

• Tesise getirilen karışık kentsel katı atığın belirlenen madde gruplarına göre ayrılarak tartımının yapılması

• Madde gruplarına göre ayrılan atıklardan laboratuvar analizi yapmak amacıyla belli miktarda numune alınması

• Laboratuvarda atıkların nem muhtevası ve kalorifik değer tayini analizlerinin yapılması.

Bu çalışma kapsamında aktarma istasyonlarından 7 günde toplam 42 atık numunesi alınmıştır. Numune miktarının ve toplama sıklığının belirlenmesinde her bir belediyenin ne kadar atık getirildiği göz önünde bulundurulmuş ve gelen atıkların geldiği ilçe ve mahalleler kayıt altına alınmıştır.

Araç içerisindeki atığı temsil edici nitelikteki atık, 770 lt kapasiteli HDPE çöp konteynırına doldurularak Kemerburgaz‟da bulunan ATY Tesisi‟ ne getirilmiştir.

Tesise getirilen atıklar sabit hacim kabına sıkıştırma yapılarak doldurulmuştur (Saltabaş ve diğ., 2010). Madde grup analiz çalışmasında, atıklar 17 ana bileşene ayrılarak tartılmış ve her bir madde grubunun atık içerisindeki ağırlıkça yüzdesi tespit edilmiştir bu değerlere göre atıklardan toplamda 3 kg olacak şekilde numune alınmıştır. Numune alınırken nem kaybını önlemek ve atığın karışmasını engellemek için organik malzeme ile bunun dışında kalan malzeme ayrı poşetlere konmuş daha sonra numunelere TS 10459/1992 Katı Atıklarda Rutubet Tayini standart yöntemine göre nem tayini yapılmıştır.

Kalorifik değer tespiti için, Alman Standardizasyon Kurumu‟nun bomba kalorimetre ile katı yakıtların kalorifik değerinin ölçülmesi esasına dayanan DIN 51900 standardına göre analiz yapılmıştır. Ayrı olarak alınan organik malzeme ve ambalaj malzemelerinin kalorifik değerleri ayrı ayrı tespit edilmiştir. (Saltabaş v.d.., 2010).Bu çalışma sonucunda elde edilen sonuçlar Şekil 4.2‟ de görülmektedir.

Şekil 4.2 : İstanbulun 2009 yılı kış dönemi atık karakterizasyonu (Saltabaş ve diğ., 2010)

Kentsel atığın özellikleri yıllara ve bölgelere göre değişmektedir. İstanbul içinde çeşitli bölgelerde organik kısım artmakta kalorifik değer düşmektedir. Evsel atıklar içinde bulunan organik madde, kağıt, tekstil ve plastik atık miktarları artış gösterirken, metal atık miktarı ise azalmıştır. 2009 yılı mart ayında yapılan karakterizasyon sonucunda elde edilen atık kalorifik değerlerinin aktarma istasyonları bazında değerleri çizelge 4.2‟ de görüldüğü gibidir.

Çizelge 4.2 : Aktarma istasyonu bazında kalorifik değerler (Saltabaş ve diğ., 2010)

Aktarma İstasyonu Organik Kısım Alt

Kalorifik Değer Ambalaj

atıkları

Alt Kalorifik Değer KKA Alt Kalorifik Değeri

Aydınlı 917 2167 1425 Küçükbakkalköy 462 3584 1644 Hekimbaşı 400 3327 1637 Baruthane 326 2508 1160 Halkalı 657 2736 1780 Yenibosna 243 3750 1669

Şekil 4.2‟de de görüldüğü gibi İstanbul‟daki atıklar yüksek oranda organik atık içeriğine sahiptir. Organik atıkların nem muhtevası yaklaşık %45 civarındadır. Atıkta nemin fazla bulunması atığın yanabilirliğini azaltan bir faktördür. İstanbul‟da ilçelere göre atık karakterizasyonundaki değişiklikler İstanbul için uygulanacak termal bertaraf sisteminin yeri ve hangi semtlerden atık alınabileceği konusunda bilgi vermektedir. İstanbul için yapılan atık kalorifik değer ve karakterizasyon çalışmaları sonucunda 2009 yılı verileri ile başlanarak 2010 yılı verileri ve 2020 yılı içinse yapılan çalışmalar göz önünde bulundurularak öngörülen değerler kullanılmıştır. Yapılması öngörülen yakma tesisi için yapılan hesaplamalarda Excel tabalı hazırlanan sayısal modelde kullanılan değerler Çizelge 4.3‟ de görülmektedir. Gazlaştırma sistemi içinse kullanılan değerler Çizelge 4.4‟ de görülmektedir.

Çizelge 4.3 : Yakma analizinde kullanılan atık verileri

2010 Yılı öncesi Karışık atık 2010 yılı öncesi RDF Karışık atık 2010 Karışık atık 2020 AKY Beslenecek yakıt minimum ısıl değeri (LHV)(kcal/kg) 1500 2000 1960 ≥ 2800 2776 Beslenecek yakıt miktarı(ton) ‐ saatte 41,7 41,7 41,7 41,7 12,5 Nem İçeriği %43 %39 %41 %30 %30

Çizelge 4.4 : Gazlaştırma Sisteminde kullanılan atık özellikleri Beslenecek yakıt minimum ısıl değeri (LHV)(kcal/kg) 2776 2600

5. İSTANBUL İÇİN ÖNERİLEN ATIK YAKMA VE GAZLAŞTIRMA SİSTEMLERİ

5.1 Giriş

Kentsel katı atıkların bertarafında hesaplamalar yapılırken Tchobanoglous ve Kreith (2003) çalışmalarındaki yakma analizi temel alınmıştır. Bu analizden yola çıkılarak yakma sistemlerinde; kütle, enerji dengesi ve enerji geri kazanım miktarlarını hesaplamak için Excel tabalı model oluşturulmuştur. Gazlaştırma sistemi içinse mevcut model sonuçları irdelenmiştir.

Yakma sisteminde enerji geri kazanımının, elektrik üretmek ve konut ısıtmada kullanılmak üzere buhar üretilerek yapılması planlanmıştır. Bu amaçla önerilen her atık karakterizasyonu için enerji geri kazanım kısmında; elektrik üretiminde kullanılmak üzere 0,75 MPa ve 350o

C, ısıtmada kullanılmak üzere 0,35 MPa ve 133 o_{C buhar üretimi yapıldığı kabul edilmiştir. Bu değerler elektrik ve ısı üretiminde} kullanılacak sisteme göre değişiklik gösterebilmektedir. Seçilecek buhar özelliklerine bağlı olarak elektik üretimi ve ısıtmada kullanılacak enerji miktarıda değişmektedir. Bu çalışmada bu özelliklerin her sistemde aynı olduğu kabul edilmektedir.

Sistemde emisyon hesaplamaları yapılırken Avrupa Çevre Ajansı tarafından 2009 yılında yayınlanan Hava Kirletici Emisyonları El Kitabında bulunan, evsel atık yakma sistemlerinde oluşan kirleticiler için emisyon faktörleri kullanılmıştır. Buna göre baca gazı arıtma sistemlerinin verimleri göz önünde bulundurularak arıtma sistemi seçilmiş ve emisyonlar Yönetmelikteki limit değerlere uygun hale getirilmiştir.

Bu bağlamda bu bölümde İstanbul için 2010 yılı öncesi karışık atık ve atık kaynaklı yakıt, 2010 ve 2020 yılı içinse karışık atık verileri kullanılarak 4 farklı senaryo için yakma analizi sonuçları bulunmaktadır. Buna ilave olarak Gazlaştırma modelinde kullanılan atık özellikleri termal bertaraf sistemlerinin daha detaylı karşılaştırılabilmesi için yakma analizinde de kullanılmıştır.