EVSEL ATIKLARIN PROLİZ YÖNTEMİ İLE GERİ DÖNÜŞÜMÜ Pr.Dr.Kerim ÇETİNKAYA, Samet ŞAHİN, Ersoy ATA Karabük Üniversitesi, Makine Eğitim Bölümü, Tasarım ve Konstrüksiyon Anabilim Dalı, Balıklarkayası-KARABÜK Geliş/Received:22.01.2011 RECYCLING OF HOUSE HOLD WITH PROLIYS ABSTRACT In this report, household waste was re-acquire the target to nature and humanity. This acquisition also "pyrolys" process was used. After pyrolysis of a household waste recycling rate of 100% was achieved. As shown in the report, storage, transportation, destruction problems of household disappeared and it is nature and humanity's self-repair process was found to play a major role. Keywords:Prolys, Recycling, Household ÖZET Bu raporda evsel atıkların doğaya ve insanlığa yeniden kazandırılması hedef edildi.Bu kazanım yapılırken “proliz” işlemi uygulandı.Proliz işleminden sonra evsel atıklardan %100 oranında bir geri kazanım sağlandı. Raporda görüldüğü gibi evsel atıkların “ proliz yöntemi ” ile geri dönüşümü evsel atıkların depolanma, taşıma, yok edilme sorunlarının ortadan kalkması ile beraber doğanın ve insanlığın kendini onarma sürecinde büyük bir rol oynayabileceği tespit edildi. [10] Anahtar Kelimeler:Proliz, Geri Dönüşüm, Evsel Atık 1.GİRİŞ En az 5000 yıldan bu yana lağım suları için kanalizasyon sistemleri vardı. Fakat artıkların ya da katı çöplerin yok edilmesiyle ilgili sistemler henüz geliştirilmemişti. Örneğin İlkel topluluklar, ürettikleri çöp yığınları dayanılmayacak ölçüye ulaştığında, sorunu başka bir yere göç etmekte bulurlardı.[3] Zamanla kentlerin büyümesi, günlük yaşamda üretilen çöpün yok edilmesine ilişkin sorunların daha da artmasına sebep oldu. Çöpler ortaya 3 sorun çıkarır. -Toplama -Depolanma -Yok edilme

Evsel atıkların çeşitli geri kazanım yolları tüm dünyada yaygın bir şekilde kullanılmaya başlamıştır.Ülkemizde de bu işe verilen değer gün geçtikçe artmaktadır.Evsel atıkların imhası için gömme, yakma ve proliz işlemleri uygulanır. Gömme İşlemi: Bu işlemde kullanılacak saha yerleşim bölgelerine mesafeli olmalı, ekilebilir tarım arazilerinden uzak olmalı ve saha ekilebilir özelliği taşımayan çorak olarak adlandırdığımız arazilerden seçilmelidir.Arazilerde çöpün hacminden fazla hacimde derin ve geniş çukurlar açılarak evsel atıklar bu çukurlara doldurulur. [5] Doldurma işlemi bittikten sonra çukurların üstü

sızdırmayı engelleyen yalıtım malzemesiyle kaplanır.Çukurun toprak ile örtülmesi sonucu gömme işlemi tamamlanır. Yakma İşlemi: Diğer bir sistem olan yakma yöntemi ise oluşturulan evsel atık dağlarının kendi içinde zamanla oluşan yanıcı gazın yardımı ile tutuşturularak içten içe yakılması olayıdır. Bu yöntemi konunun uzmanı olmayan kişiler tarafından ülkemizde gerçekleştirilmektedir. Ancak bu sistem için yapılan işlem, bazen getireceği yarardan çok daha fazla zararı beraberinde getirmektedir. Çünkü yakma işlemi, çöp dağları içinde olan karbon gazı miktarı ölçülmeden yapıldığında; gazın fazla olması halinde ani patlamalara, can ve mal kaybına yol açacaktır.Bunun yanında hava kirliliğine sebep nedenlerin asil üyelerindendir. Proliz İşlemi:Bir çok ülkede yakma, gömme gibi doğanın dengesini bozabilecek yöntemlerin yerine proliz işlemi evsel atıkların geri dönüşümünde kullanılan ve %100 lük geri dönüşüm sağlayan bir yöntemdir.Prolizin anlamı; çöp yığınları içindeki cam ve metallerin ayrılmasından sonra geriye kalan organik maddelerin; hava kullanılmadan ısıtılarak gaz, sıvı yakıt ve kömüre dönüştürülmesi işlemidir.Bu işlem; demir-çelik endüstrisi veya kimya endüstrisinde kullanılan, yüksek sıcaklığa, klorit ve sülfitler gibi aşındırıcı gazlara dayanıklı bir yapıya sahip olan fırınlarda gerçekleştirilmektedir[8].Bu yöntem yurtdışında birçok bölgede sisteme dökülerek uygulanmaktadır.(Şekil 1.1) 2.DENEYSEL ÇALIŞMA Bu çalışma Karabük Üniversitesi Makine Eğitim Bölümü Tasarım ve Konstrüksiyon Ana Bilim Dalı çalışma sahalarında gerçekleştirildi.Evsel atıklar olarak adlandırılan yiyecek atıkları materyal olarak seçildi.2 kg evsel atık deney öncesi tedarik edildi ve deney sonucu yoğun bir gaz elde edebilme amacı ile evsel atıklar hava ile teması kesilmeksizin bir kapta biriktirildi ve çürümeye bırakıldı.Proliz işlemi öncesinde sıcağa dayanıklı fırın(Şekil 2.1), giriş-çıkış özelliğinde vakum pompası (Şekil 2.2-Tablo 2a), açığa çıkan gazı yoğunlaştırabilmek için kondenser (Şekil 2.3-Tablo 2b), evsel atığın konulacağı kapalı hazne (Şekil 2.4), yakıt için yüksek kalorili sanayi kömürü, çelik boru (Tablo 2c), yağ temizleme ünitesi tedarik edildi.Proliz uygulaması 1 gün aralıkla 1 hafta boyunca yapıldı ve her uygulama 120-150 dakika arasında değişen bir zaman aralığında sonuç verdi.

Şekil 2.1-Yüksek Isıya Dayanıklı Fırın

Şekil.2.2-Vakum Pompası Tablo 2a

KAPASİTE MOTOR GÜCÜ / DEVİR MODEL m3/h Kw D/dk.

VAKUM BASINCI GİRİŞ- ÇIKIŞ AĞZI

MB 210/50 65 2,2 Kw (3 HP) 1450 735 mmHg 1½" (DN40)

Şekil 2.3-Kondenser Tablo 2b

Şekil 2.4/1-Haznenin teknik Resmi ÜST

Şekil 2.4/2-Haznenin Teknik Resmi ÖN Tablo 2c-Çelik Boru Ölçü Parametresi

ANMA ÇAPI (mm)

DIŞ ÇAP(mm)

CİDAR KALINLIĞI(mm)

İÇ ÇAP (mm)

1 1/2″ DN 40 48,3 3,7 40,9

Şekil 1.1-Evsel atık geri dönüşüm işlem şeması[7]

[4] Piroliz olayında termik olarak madde parçalanması : 100◦C-120 ◦C :Mutlak kuruma 120◦C-250 ◦C : Dezoksidasyon ,desülfürleşme ,bünye sularının ayrışması CO2 250 ◦C: Depolimerizasyon ,hidrojen ,sülfürün parçalanması başlangıcı 340 ◦C :Alifatik bileşiklerin bağlarının dağılması bozunması metan ve hidrokarbonların

oluşması[6] 380 ◦C : Karbonlaşma ve zenginleşme aşaması 400 ◦C : C-O ve C-N bileşiklerin bağlarının parçalanması 400◦C-420◦C :Bütün maddelerin Piroliz yağına ve katrana dönüşmesi

600◦C : Bütün maddelerin ısıya dayanımlı maddelere kranklaşması >600◦C Aromatların ve etilenlerin oluşması 3.SONUÇLAR VE TARTIŞMA

Tablo 3.1-Proliz ve Yakma İşlemi karşılaştırması Yakma Proliz Yanma O2 li reaksiyonla termik

parçalanma O2 siz reaksiyonla

Yanma sıcaklığı 800-1200 500-800 Katı madde kalıntıları kül Zengin kömür reaksiyon ekzotermik endotermik Çöpün bileşeninin değişimine Az duyarlı duyarlı

Evsel atıklar, fırının kazanına önceden dolduruldu ve kazanın üst haznesi örtüldü.Fırın

altından ısıtılmaya başlandı. Fırının sıcaklığı aşağıya indikçe arttığı için atıklar dibe çöktü ve çöktükçe de eridiler.Atıkların yapısında bulunan gazların açığa çıktığı gözlemlendi. Oluşan bu gazlar ısındıkları için yükselerek fırının üst kısmına yakın bir yerden tahliye oldular.Çıkan gazı külden kurtarmak ve nemini almak için önceden hazırlanan gaz temizleme ünitesi kullanıldı. Diğer atıklar fırının dip kısmında erimiş mucur olarak biriktiler. Mucur su vasıtasıyla ayrıştırma haznelerine gönderildi. Ayrıştırma haznesinde, mıknatıs yöntemi ile metallerden arındırıldı[1]. Mucurun üzerinde gerekli kalori testleri yapıldı.Elde edilen veriler ışığında mucura yüksek vasıflı karbon tanımlamasının yerinde bir tanımlama olduğu görüldü.Piyasadaki adı kok kömür olan malzemenin yüksek yanıcılığı laboratuar ortamında fiziksel deneylerle de pekiştirildi.

[9] Araştırma sonucunda kok kömürü dışında bol miktarda gaz da elde edildi.Temizleme ünitesinden geçen gazın %70-80 lik bir kısmı kondenser (Şekil 2.3) yardımıyla yoğunlaştırıldı ve yağa dönüştürüldü.Dönüştürülemeyen %20-30 oranındaki gaz tekrardan sisteme verilerek sistemin ısısının rölantide tutulmasında kullanıldı.Kondenserden çıkan yağın enerji kaynağı olarak kullanılabilirliğini tespit ettik.Ayrıca elde ettiğimiz katı maddenin suni gübre piyasasında kullanılabilirliğine şahit olduk.

Tablo 3.2-Madde ve enerji bilançosu[11]

4.EKOLOJİK AÇIDAN ELDE EDİLEN SONUÇLAR Enerji kaynağının yenilenerek tekrardan kullanılabilirliği, biyolojik parçalanma

gerçekleştirildiğinden evsel atık depolama ve taşıma sorunu ortadan kalkıyor. Ticari suni gübreden büyük oranda kurtulma sağlanıyor.Zira günümüzde suni gübre ile

aşırı kirlenen alanlar(taban ve kaynak suyu) tarımda biyolojik gübrenin kullanılmasıyla yeniden kazanılabilecek ve doğanın kendi kendine onarımı ile normale dönecektir.

Evsel atıkları projesi bir entegre tesis moduna bürünüldürüldüğü anda biyolojik gübrenin üretimi ile paralel olarak suni gübreye olan rağbet gün geçtikçe azalacak ve bu sebeple tarımsal ürünlerin fiyatı düşecektir.

Gübreleme ve gübre taşımada makine kullanımı azalacağı için daha az petrol ve ürünleri tüketilecek aynı zamanda depolama maliyeti azalacaktır.

CO2 dengesi nötraldir yani ek bir CO2 salınımı olmayacağından dolayı yenilenebilir hammadde çevrimi söz konusudur.

5.EKONOMİK AÇIDAN SONUÇLAR Fosil enerji kaynakları yerine yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı ile orantılı bir

miktarda kömür,petrol ve ürünleri, doğalgaz tüketimi azalacaktır.Bunun getirisi olarak petrol ve ürünlerine olan rağbetin düşmesi söz konusu olduğundan petrol-petrol ürünleri, doğalgaz vergileri büyük bir oranda düşecektir.

İşletme ve tarım alanlarında kazanımlara yol açacaktır.Evsel atıkların proliz ile yakılması sonucu çöp dağları ortadan kalkacak ve işlenebilir yeni boş araziler kullanıma açılabilecektir.

Atıkların yakma ve gömme yöntemlerinden kurtularak doğaya ve insanlığa kazançlı bir dönüşüm sağlanacak, dönüşümün yapıldığı semtin aydınlanma, ısınma gibi ihtiyaçları proliz yöntemi tarafından giderilebilinecektir.

Mevcut çöp depolama yönteminin kalkması halinde yer altı,yerüstü sularının kirliliği azalacak ve beraberinde tarım, et-et ürünleri gibi gıda alanlarındaki kalite ve büyüme hızlı bir şekilde artacaktır.

[1] Erdinçler A.-Evsel Atıksu Arıtımı Çamurlarından Biyolojik Ekstraksiyon (Bioleaching) ile Ağır Metal Giderimi, TUBITAK, Proje No.199Y09, Mart 2004, ii-29, 2004. [2] Usta N., Can Ö., ÖZTÜRK E., Alternatif Dizel Motor Yakıtı Olarak Biyodizel ve Etanolün Karşılaştırılması, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 11, 3, 325-334, 2005. [3] YÜCEL F., Sürdürülebilir Kalkınmanın Sağlanmasında Çevre Korumanın ve Ekonomik Kalkınmanın Karşıtlığı ve Birlikteliği, Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 11, 11, 100-120, 2003. [4] YANIK J., BOZOGLU C., Bitümlü Şist-plastik karışımlarının pirolizi ve piroliz ürünlerinin değerlendirilmesi, TÜBİTAK ÇAYDAG, Proje No.107Y123, 1-93, 2008. [5] AYRANCI Y., Muğla İli Dalaman,Ortaca ve Fethiye İlçelerinin Sera Varlığı ve Sera Bitkisel Atık Potansiyelinin Belirlenmesi, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 21, (41), 36-41, 2007. [6] AĞAÇ B., Wate Energy Action LTD., 20 Upper Merrion Street Dublin 2, Rep, of Ireland, 2008.

[7] SHAW J. S., Eight Great Myths of Recycling, THE CENTER FOR FREE MARKET ENVIRONMENTALISM, 2048 ANALYSIS DRIVE, SUITE A PHONE: 406-587-9591 WWW.PERC.ORG. , 2003. [8] AĞAÇ B., Çöp Dönüştürüm Tesisi, http://www.bedriagac.org/, Karaer Mah. Şehit Polis Cengiz Erkan Sok. No:7/B Merkez Gümüşhane 29000 Türkiye, 2010 [9] Fisunoğlu, H.Mahir, Tarımsal Üretim, Nüfus ve Çevre, Nüfus, Çevre ve Kalkınma Konferansı(1997), T.Ç.V., Kasım. [10] R.Lester, ve diğerleri ; “Gezegenimizi Kurtarmak: Küresel Ekonominin Çevresel Olarak Sürdürülebilirliği”, (çev. Sinem Gül) TÜBİTAK-TEMA,Haziran 1998. [11] TAGHIEI,M., Feng M., Huggins Z., Huffman F. E., Coliquefaction of waste plastics with coal., Energy Fuels , 8, 1228–1232, 1994.