Dünyamızdaki kaynaklar aşırı kullanım nedeniyle hızla yok oluyor. Ülkeler kaynak ihtiyacını karşılayabilmek için farklı yöntemler geliştirmeye devam ediyor. Kullanılmış katı ve sıvı atık kapsamındaki ürünler ülkeler için bir kaynak olarak gösteriliyor. Birçok ülke ileri teknoloji ile katı ve sıvı atıklardan enerji elde ederek, ekonomik kazanım ve tasarruf sağlıyor.
Uzun yıllar katı ve sıvı atıkları hiçbir işlemden geçirmeyip vahşi depolama alanlarında, suyumuzu toprağımızı kirleterek israf ettik. Bu depolama şekli çevre felaketlerine hatta patlamalarla ölümlere neden oldu. Kısaca yıllarca potansiyel enerji kaynağımızı israf ettik, halen birçok kasabamızda bu şekilde katı ve sıvı atıklardan faydalanamıyoruz. Katı ve sıvı atıklarımız artık ikincil bir hammadde kaynağı olarak görülmektedir. Doğada enerji elde ettiğimiz kaynakları, katı, sıvı, gaz olarak sınıflamak mümkündür.
Bu yazımızda size katı ve sıvı atıklardan gaz üretiminin nasıl gerçekleştirildiğini anlatacağız. Öncelikle doğal gazı yakından tanıyalım. İçeriğini ve bileşenlerini öğrenelim. Doğal gaz yeraltında tabakalar içinde doğal olarak oluşur, yani fosil kaynaklıdır. Aslında doğal gaz bir petrol türevidir. İçeriğinde metan, etan, propan, bütan gazları bulunur. Ayrıca eser miktarda karbondioksit, azot, helyum ve hidrojen sülfür bulunur. Ne yazık ki bu gazın değeri uzun yıllar insanlar tarafından keşfedilememiş, petrol aramalarında ortaya çıkan yararsız bir atık olarak görülmüş platformlarda yakılarak boşa harcanmıştır. Oysa bugün doğalgaz sanayiden, teknolojiye, evlerimizin ısıtmasından, otomobillere kadar birçok faklı alanda kullanılmaktadır. Katı ve sıvı atıklarımızı en doğru şekilde değerlendirerek enerji üretimine katkı sağladığımızda, doğal kaynaklarımızı da korumuş oluruz.
Katı ve Sıvı Atıklardan Hangi İşlemlerle enerji üretilir?
Evsel atıklar olsun, iş atıkları, genel atıklar olsun katı ve sıvı atıklardan enerji üretimi konusuna bugün dünyada ileri seviyede teknolojiler geliştirilmiştir. Bu atıklardan gaz ve enerji oluşturmada önemli yöntem vardır bu yöntemler: Düzenli depolama, termal dönüşüm, Yakma-piroliz işlemi, gazlaştırma, biyolojik dönüşüm, Aneorobik fermantasyonla, yani oksijensiz ortamda fermantasyon çürütme işlemiyle biokütleden biyogaz oluşturma işlemleri şeklinde sınıflandırabiliriz.
Katı ve Sıvı Biyolojik Atıklardan Gaz Elde Etmek
Katı ve sıvı atıklardan enerji üretimi kolaylaşmıştır. Depolarda ayrıştırılarak depolanan atıklar, düzenli depolama alanlarında mühendislik çalışmaları yapılmış sahalarda toplanır. Bu sahalarda biriken katı atıklar, sahada biriktirilen biyolojik atıkların kokuşma, bozulma veya çürüme diyeceğimiz işlemler sonucunda gaz oluşumu meydana gelir bu gazlar özellikle metan ve karbondioksit gazıdır. Katı ve sıvı biyolojik atıklardan oluşan bu gazlar enerji potansiyeline uygun olarak ısıtma ve içten yanmalı motorlarda yani ulaşımda veya gaz türbinli kojenerasyon tesislerinde enerji olarak değerlendirilir.
Depo Gazı Oluşumu
Depo gazının en önemli tarafı metan gazı içreğinden dolayı ortaya çıkan yüksek enerji değeridir. Katı ve sıvı atıklar depolama sahalarında depolanmış olan kontrollü ortamlarda havasız ortamda çürütülür ve bunun sonucunda depo gazı oluşmaktadır. Depo gazı dediğimiz bu gaz türünde, metan %50-60 oranında, karbondioksit %35 oranında ve azot bileşeni %3-10 oranında bulunur. Bu gazın kompozisyonunda ayrıca iz miktarda oksijen, çeşitli organik kükürt bileşenleri, amonyak ve su da bulunmaktadır. Bu gazın patlama özelliği yüksektir ve yeterli teknolojik ve korunaklı ortamların bulunmadığı ortamlarda bu gazın üretilmemesi gerekir. Depo gazı enerji amaçlı kullanılır, yakılarak veya elektrik enerjisi üretmek için kullanılır. Son zamanlarda depo gazının saflaştırılarak kullanılması ısı ve elektrik üretimine karşı bir alternatif tüketim metodu olarak önerilmektedir.
Biyolojik Dönüşüm, Biyogaz Üretimi
Aneorobik çürütme tekniği ile gaz üretimidir. Enerji üretimi bakımından biyolojik dönüşüm biokütleden biyogaz oluşumudur. Biyogaz terimi temel olarak organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Diğer bir ifade ile anaerobik ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi altında organik maddenin karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesidir. Burada “aneorobik” kelimesinin açmak gerekirse oksijensiz ortam diye düşünebilirsiniz. Biyogaz elde edinimi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Özellikle hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşüm sırasında fermante olarak daha yarayışlı hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanılmaktadır. Biyogaz üretiminde en verimli kaynak tavuk gübresidir.
Katı Atıklardan Yakma Teknolojisi ile Enerji Elde Etmek
Yakma teknolojisinde ise atıklar herhangi bir ön proses uygulanmadan fırınlarda yakılarak veya katı atıklar işlenerek elde edilen, kalorifik değeri daha yüksek, yakıtın akışkan yataklı sistemlerde yakılması sonucu bertaraf edilirler ve üretilen enerji elektrik ve ısı üretiminde kullanılır. Bir başka termal dönüşüm teknolojisi olan
gazlaştırmada ise atıklardan singaz denilen bir yakıt elde edilir ve enerji üretiminde
kullanılır. Piroliz organik maddelerin oksijensiz ortamda ısıtılarak küçük moleküllü bileşiklere parçalanması olayıdır. Bir başka yöntem ise Anaerobik
çürütmedir. Burada bir biyolojik dönüşüm teknolojisi kullanılır. Anaerobik çürütmede kentsel katı atıkların organik kısmı reaktörlerde bozulmaya uğrar ve biyogaz elde edilir. Elde edilen biyogazın metan içeriği depo gazına oranla daha fazladır. Biyogaz depo gazında olduğu gibi direkt ısıtma sistemlerinde ve içten yanmalı motorların kullanıldıgı elektrik üretim veya kojenerasyon tesislerinde değerlendirilebilir.
Katı ve Sıvı Atıklardan Termal Dönüşüm Yaratma
Evsel ve kentsel katı atıklar hacim azaltılması, stabilizasyon, patojen mikroorganizma
giderimi ve enerji elde etmek amacı ile yakılırlar. Bu yöntem özellikle kompostlaştırılması ve geri dönüşümü mümkün olmayan atıklar için kullanılmaktadır.
Yakma teknolojisinin en büyük avantajı ağırlıkça %75, hacimce %90 azalma sağlamasıdır. Dezavantajı ise yakma sonucu oluşan baca gazı emisyonlarının hava
kirliliğine neden olmasıdır. Baca gazı arıtma sistemleri de maliyeti oldukça yükseltmektedir. Yakarak enerji elde etme teknolojisi kısaca atıkların bir fırında yakılarak boyutça azaltılması ve ısı değerlerinden faydalanılması şeklinde anlaşılmalıdır. Yanma prosesi fırın tiplerine göre üçe ayrılırlar. Bu fırınlar ızgara fırın, akışkan yatalı fırın, döner fırın şeklinde olabilir. Katı atıkların yakılması ile elde edilen ısı ve buhar enerji olarak kullanılır.
