Escarus

Atık Yakma ve Baca Gazı Arıtma Sistemleri

Paylaşım TarihiMart 26, 2022

Gezegenimizin insan popülasyonundaki artışa bağlı olarak doğal kaynakların tüketim hızındaki yükselme ve büyük miktarlarda atık oluşumu, günümüzün en büyük çevre sorunları arasında yer alıyor. Olumsuz etkilerini günlük yaşantımızda da belirgin bir şekilde hissettiğimiz iklim krizi, oluşan atıkların doğa dostu şekilde yönetimini her geçen gün çok daha önemli hale getiriyor.

Bu alanda akademik ve reel sektör iş birliği ile yürütülen çalışmalar neticesinde oluşturulan atık hiyerarşisi, oluşan atıklar ile mücadele yöntemlerini sırası ile kaynağında önleme, azaltım, tekrar kullanım, geri dönüşüm, enerji geri kazanımı ve bertaraf şeklinde önceliklendiriyor. Bu hiyerarşi içerisinde son sırada yer alan (yani çevresel açıdan en az tercih edilir seçenek olan) atık bertarafının da elbette mevcut en iyi teknikler kullanılarak çevre dostu bir şekilde gerçekleştirilmesi gerekiyor. Yaygın bertaraf yöntemleri arasında düzenli depolama, biyometanizasyon, kompostlaştırma, piroliz, gazlaştırma ve yakma yer alıyor. Hangi yöntemin kullanılacağı konusunda atıkların fiziksel ve kimyasal durumları, üretildikleri kaynaklar, tüketilebilirlik potansiyelleri ve benzeri diğer özellikleri gözetilerek belirlenen atık türleri temel gösterge olarak kabul ediliyor.

Atık yakma sistemleri için atığın türü (oluştuğu kaynağa göre; evsel, endüstriyel, tıbbi, tarımsal ve hayvansal atıklar ile bahçe, inşaat ve moloz atıkları), içeriği (karbon, hidrojen, sülfür, klor ve oksijen yüzdesi), miktarı, tehlikelilik sınıfı, nem oranı, kalorifik değeri, organik/inorganik yüzdesi, yakma işlemi için kullanılacak yakıt türü ve projeye konu bölgede geçerli olan ulusal/uluslararası emisyon standartları başlıca tasarım parametrelerini oluşturuyor.

Yakma işlemi sonrası açığa çıkan tehlikeli gazların arıtımı, atık yakma sistemine entegre olarak çalışabilen baca gazı arıtma sistemleri ile sağlanır. Bu sistemler baca gazının içeriğine bağlı olarak birkaç aşamadan oluşabilir. Yakma kısmı için ana ekipmanlar yükleme ünitesi ve yakma hücreleri; baca gazı arıtma kısmı için ise ısı değiştirici, torba filtre ve yıkama kolonudur. Diğer yardımcı ekipmanları da gösterir entegre atık yakma sistemi akış diyagramı Şekil 1’deki gibidir.

 

Şekil 1. Entegre Atık Yakma Sistemi Akış Diyagramı (1)

Atığın katı, sıvı veya gaz olmasına bağlı olarak tasarlanan Otomatik Yükleme Ünitesi, atıkların Ön Yanma Hücresi ’ne insan teması olmadan aktarımını sağlar. Ön Yanma Hücresi’nde atıklar türlerine göre 800 ile 1000 °C sıcaklık aralığında ilk yakma işlemine tabi tutulur. Bu işlem sonucunda, atığın organik/inorganik içeriğine bağlı olarak değişen miktarlarda kül ve baca gazı oluşur. Oluşan baca gazı İkinci Yanma Hücresi’nde ekstra hava tedariki ile 850 ile 1200 °C sıcaklık aralığında ve ilgili standart uyarınca belirlenen süreyle ikinci defa yakılır. Bu işlem, pek çok zehirli organik maddenin büyük oranda yok edilmesini sağlar. Her iki yakma hücresinde de ilk yakma işlemi brülör adı verilen ve dizel, benzin, doğal gaz veya LPG ile çalışan ekipmanlar ile gerçekleştirilir ve ilerleyen süreçte atıklar kendi ısıları ile yanmaya devam eder.Baca gazı arıtma sistemi ekipmanlarının zarar görmemesi için öncesinde yüksek sıcaklıktaki baca gazının Isı Değiştirici ’de su, yağ veya hava ile soğutulması sağlanır. Isı Değiştirici ’de soğutulan baca gazının projeye konu bölgenin standartlarındaki emisyon limit değerlerine uygun olarak atmosfere salımı için kuru, sulu veya her iki tipte baca gazı arıtma sistemleri kullanılabilir. Kuru tipteki baca gazı arıtma sistemleri temelde partikül maddelerin giderimi için kullanılırken, sulu tipteki sistemler baca gazı içerisindeki kirletici asidik gazların verimli şekilde arıtımını sağlar.

Atık yakma ve baca gazı arıtma sistemlerinin birlikte kullanıldığı entegre sistemler ile atıklar hacimsel olarak %95, kütlesel olarak ise %75 oranında bertaraf edilir. Bu sistemler, tehlikeli maddelerin herhangi bir zararlı emisyona mahal vermeden yok edilmesinin yanı sıra atık depolama gibi faaliyetlerden kaynaklı maliyetlerin büyük ölçüde azalmasını sağlar. Organik maddelerin yakılması sonucu açığa çıkan küller çimento üretimi ve asfalt yapımı gibi süreçlerde yan ürün olarak kullanılabilir. Atık türü ve kapasitesine bağlı olarak baca gazı soğutma işlemi sonrası oluşan sıcak su, buhar veya kızgın yağ, ısı ve elektrik enerjisi üretimi için kullanılabilir. Diğer bertaraf yöntemlerinde karşılaşılan kötü koku emisyonu gibi önemli bir diğer çevre sorunu bu sistemler için söz konusu değildir.

Atık hiyerarşisinde üst sıralarda yer alan metotlar ile yönetiminin mümkün olmadığına kesin olarak kanaat getirilen atıklar için uygulanması gereken bertaraf yöntemleri de kendi aralarında mevcut gerekliler gözetilerek değerlendirilmelidir. İhtiyaç dışı materyallerin yakılarak yok edilmesi çok eski dönemlerden beri uygulanan ilkel bir yöntem olmakla birlikte teknolojideki son gelişmelerin ışığında tasarlanan entegre atık yakma sistemleri sayesinde verimli ve çevre dostu çıktılar sağlanabilir. Bu sistemler, gelişmekte olan ve gelişmemiş ülkelerde daha yaygın biçimde tercih edilmekle birlikte halen gelişmiş ülkeler tarafından da önemli bir alternatif olarak görülmektedir.

Dipnotlar:
Santes Incinerator (2015) www.santes.com.tr adresinden alındı.
EU 76/2000/E C, ABPR, EPA uluslararası standartlar veya yerel yönetmeliklerde yer alan ulusal standartlar.

  1. Biyoteknolojinin Sürdürülebilirlik Üzerindeki Etkileri

Biyoteknolojinin sürdürülebilirlik üzerindeki etkilerini değerlendirirken, biyoteknoloji kullanımıyla ortaya çıkan sonuçları, mevcut tarımsal uygulamalar ve bunlarla ilişkili çevresel sonuçlarla karşılaştırmak önem arz etmektedir. Geleneksel tarım yöntemleri genellikle kimyasal girdilere dayanmakta ve bu da toprağın bozulmasına, su kirliliğine ve biyoçeşitlilik kaybına yol açmaktadır. Geleneksel yöntemler, aşırı hava olayları ve değişen ürün yetiştirme mevsimleri gibi iklim değişikliği kaynaklı etkilere karşı çoğunlukla savunmasızdır. Biyoteknoloji, bu zorlukları daha etkili bir şekilde ele alan çözümler sunmaktadır.14 Biyoteknoloji şirketleri, dayanıklılığı ve besin değeri artırılmış ürünler geliştirerek daha dayanıklı ve sürdürülebilir bir gıda sistemi için alternatifler önermektedir. Ayrıca, hassas tarım teknolojileri, çiftçilerin israfı en aza indirmesini ve kaynak kullanımını optimize etmesini sağlayarak tarımın çevresel etkisini azaltmakta ve tarımsal faaliyet karlılığını artırmaktadır.

Biyoteknolojinin çevresel etkilerinin ötesinde, insan sağlığı üzerinde de önemli etkileri vardır. Ürünlerin besleyici içeriğini geliştirmesi ve zararlı kimyasallar kaynaklı maruziyeti azaltması, biyoteknoloji ile geliştirilmiş gıdaların halk sağlığı açısından umut verici sonuçlar ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, temel vitamin ve minerallerle zenginleştirilmiş ve böylece biyolojik olarak güçlendirilmiş mahsuller, dezavantajlı toplumsal kesimlerdeki yetersiz beslenme ve ilgili sağlık sorunlarına karşı mücadeleye yardımcı olabilmektedir. Uluslararası Tarımsal Araştırma Danışma Grubu’na (CGIAR) göre, 30’dan fazla ülke 15 milyon çiftçi hanesinin kullanımına sunulan biyolojik olarak güçlendirilmiş mahsulleri piyasaya sürmüştür ve diğer 16 ülke de bu mahsulleri araştırmaktadır.15 Benzer şekilde, kimyasal pestisitlere ve herbisitlere olan bağımlılığın azaltılması, gıdalardaki zararlı kalıntılara maruz kalma riskini azaltarak hem tüketicilere hem de tarım işçilerine fayda sağlayabilmektedir.

 

Şekil 4. Tarım İşçileri ve Dezavantajlı Nüfus16

Sonuç olarak biyoteknoloji, mevcut tarım uygulamalarının yarattığı çevresel etkilerin azaltılması ve sürdürülebilirliğin güçlendirilmesi açısından büyük bir potansiyel taşımaktadır. Biyoteknolojik yeniliklerden yararlanılmasıyla şimdiki ve gelecek nesillerin ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde karşılandığı daha dayanıklı, verimli ve çevreye duyarlı bir gıda sistemi mümkün olabilecektir. Biyoteknolojik yeniliklerin insan sağlığı üzerindeki etkilerinin uzun süreli araştırmalarla test edilmesi, sağlanan faydaların haricinde herhangi bir olumsuz etkinin ortaya çıkıp çıkmadığının her aşamada ve çapraz kontrole tabi tutulması da önemini daima koruyan bir husustur. Daha yeşil, daha sağlıklı ve daha sürdürülebilir bir gelecek öngören bu vizyon; ancak iş birliği, yenilikçilik, kamu sağlığı konusunda yüksek hassasiyet ve sorumlu kaynak yönetimi konularının önceliklendirilmesiyle hayata geçirilebilecektir.

* İngilizcesi “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” olan CRISPR, bir DNA dizilimleri kümesidir.

Dipnotlar:

1) Redman, M., King, A., Watson, C. (2016). What is CRISPR/Cas9? Archives of Disease in Childhood – Education and Practice, https://doi.org/10.1136%2Farchdischild-2016-310459

2) Lowenberg-DeBoer, J. (2003). Precision Agriculture and Biotechnology. Purdue University, Former Agricultural Economics Faculty, https://ag.purdue.edu/ssmc/newsletters/may2003_precisionagbio.htm

3) Vinh, Q. N. (2017). Şu adresten alınmıştır: https://images.pexels.com/photos/2132171/pexels-photo-2132171.jpeg?auto=compress&cs=tinysrgb&w=1260&h=750&dpr=2

4) Aggarwal, B. Rajora, N. Raturi, G. Dhar, H. Kadam, S.B. Mundada, P.S. Shivaraj, S.M. Varshney, V. Deshmukh, R. Barvkar, V.T. Salvi, P. Sonah, H. (2024) Biotechnology and urban agriculture: A partnership for the future sustainability, Plant Science, Volume 338, 111903, ISSN 0168-9452 https://0-www-sciencedirect-com.divit.library.itu.edu.tr/science/article/pii/S0168945223003205

5) Aggarwal vd., a.g.e.

6) Chee, P., Peng, T., Khan, M.K.R., Wang, B. (2023). Marker-assisted selection (MAS) in crop plants. Frontiers Media SA.58,https://www.google.com.tr/books/edition/Marker_assisted_selection_MAS_in_crop_pl/uxq0EAAAQBAJ?hl=tr&gbpv=1

7) Aggarwal vd., a.g.e.

8) Metamorworks (Ed.). (2020). Genetik mühendisliği kavramı. Tıp bilimi. Bilimsel Laboratuvar. Şu adresten alınmıştır: https://www.istockphoto.com/tr/foto%C4%9Fraf/genetik-m%C3%BChendisli%C4%9Fi-kavram%C4%B1-t%C4%B1p-bilimi-bilimsel-laboratuvar-gm1209831767-350233817?searchscope=image%2Cfilm

9) Aggarwal vd., a.g.e.

10) Chaurasia, A. & Hawksworth, D. & Pessoa de Miranda, M. (2020). GMOs Implications for Biodiversity Conservation and Ecological Processes: Implications for Biodiversity Conservation and Ecological Processes. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-53183-6

11) Holzinger, A., Keiblinger, K., Holub, P., Zatloukal, K., Müller, H. (2023). AI for life: Trends in artificial intelligence for biotechnology, New Biotechnology, Volume 74, P.16-24, ISSN 1871-6784, https://doi.org/10.1016/j.nbt.2023.02.001.

12) Farooq, S., Riaz, S., Abid, A., Abid, K., Naeem, M. A. (2019). A Survey on the Role of IoT in Agriculture for the Implementation of Smart Farming. IEEE Access. 7. 1-1. 10.1109/ACCESS.2019.2949703. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8883163

13) Igor Borisenko (Ed.). (2020). Nem, sıcaklık, asitliğin aydınlatımı, gübre ve zararlıların insan müdahalesi olmaksızın veri toplama, elde edilen verilerin iletilmesi ve verimi artırmak için analizleri. Şu adresten alınmıştır: https://media.istockphoto.com/id/1218970790/tr/foto%C4%9Fraf/nem-s%C4%B1cakl%C4%B1k-asitli%C4%9Fin-ayd%C4%B1nlat%C4%B1m%C4%B1-g%C3%BCbre-ve-zararl%C4%B1lar%C4%B1n-insan-m%C3%BCdahalesi-olmaks%C4%B1z%C4%B1n-veri.jpg?s=2048×2048&w=is&k=20&c=eJSLBJE3U9L4hM4SyqwFiDWeeJTIdgcih5AQTOr30-s=

14) EPA. (2023). Climate Change Impacts on Agriculture and Food Supply. https://www.epa.gov/climateimpacts/climate-change-impacts-agriculture-and-food-supply

15) Sao, R. (2023). Crop Biofortification: Plant Breeding and Biotechnological Interventions to Combat Malnutrition. Advanced Crop Improvement, Volume 1., Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-28146-4_7

16) Giraldo, O. (Ed.). (2022). Unrecognizable people working in a planting field. Şu adresten alınmıştır: https://media.istockphoto.com/id/1440799366/tr/foto%C4%9Fraf/unrecognizable-people-working-in-a-planting-field.jpg?s=1024×1024&w=is&k=20&c=42rGfaUqf_86KPcZVDsmpFVGfd8EAh6NNQ7OXrU2coc=

Koray Topcuoğlu

Koray Topcuoğlu