Kentsel katı atıklardan yakıt nitelikli ürün elde edilmesinde biyokurutma teknolojisinin etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the effectiveness of biodrying technology in producing fuel-grade products from municipal solid waste
- Tez No: 1002758
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL ÖZBAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, kentsel katı atıkların (KKA) enerji geri kazanımı için biyokurutma teknolojisinin uygulanabilirliğini ortaya koymaktadır. Bu tez çalışması, kentsel katı atıklardan (KKA) biyokurutma yöntemiyle ek yakıt üretimini ve yakıtın enerji düzeyini belirleyen faktörleri ayrıntılı biçimde incelemeyi amaçlamaktadır. Çalışmanın ilk aşamasında KKA'nın simülasyonu için gıda atığını temsil edecek marul yaprakları ve ekmek atıkları kullanılmış, bu bileşenlerin oranları ön deneme çalışmalarıyla belirlenmiştir. İkinci aşamada ise Kocaeli ilinin atık kompozisyonları dikkate alınarak 6 farklı KKA karışımı oluşturulmuş ve düşük hız (0,36 kg⁻¹ KKA·gün⁻¹) ile yüksek hız (2,60 m³ kg⁻¹ KKA·gün⁻¹) koşullarında, talaş ilaveli ve ilavesiz olmak üzere toplam 24 biyokurutma deneyi gerçekleştirilmiştir. Deneyler süresince sıcaklık değişimleri, giriş-çıkış hava nemi, sızıntı suyu oluşumu, atık karakterizasyonundaki değişiklikler ve biyobozunurluk davranışları izlenmiştir. En yüksek sıcaklık artışı (60 oC), düşük hız koşullarında ve gıda atığı oranı %60 olduğunda elde edilmiştir. Sızıntı suyu oluşumları ise gıda atığı oranı arttıkça yalnızca düşük hızda artış göstermiş, yüksek hızda ise gözlenmemiştir. Biyokurutma ürünlerinin kalorifik değerleri en yüksek 20,20 MJ/kg'a ulaşmış; ancak yüksek nem nedeniyle 4. derece ek yakıt olarak sınıflandırılmıştır. Buna karşılık 19,70 MJ/kg enerjiye sahip KKA1Y atık kompozisyonu 3. derece yakıt niteliği taşımıştır. Atıkların biyobozunurluğu gıda atığı miktarıyla doğru orantılı bulunmuştur. Biyokurutmanın temel amacı, atıkların kilogram başına kalorifik değerini artırarak ek yakıt üretmektir. Bu süreçte suyun minimum enerji harcamasıyla uzaklaştırılması kritik öneme sahiptir. Bu nedenle biyokurutma performansının değerlendirilmesinde AHP-PROMETHEE entegrasyonu kullanılmış; maliyet, sıcaklık artışı, O₂ tüketimi, alt ısıl değer (AID) artışı ve sızıntı suyu üretimi dikkate alınarak en uygun deney koşulları sıralanmıştır. Ayrıca son kalorifik değer (SKD) üzerindeki etkileri belirlemek amacıyla Sıradan En Küçük Kareler (OLS) ve Ridge Regresyon (RR) yöntemleri uygulanmış; tekil, ikili ve üçlü korelasyon analizleri sonucunda havalandırma hızının (HAH) en kritik parametre olduğu ortaya konmuştur. Sonuç olarak, bu çalışma KKA'nın enerji geri kazanımı için biyokurutma teknolojisinin uygulanabilirliğini göstermekte ve çok kriterli karar verme yöntemleriyle süreç değerlendirilmesine katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study demonstrates the applicability of biodrying technology for energy recovery from municipal solid waste (MSW). The thesis aims to investigate in detail the production of refuse-derived fuel (RDF) through biodrying of MSW and the factors influencing its energy potential. In the first stage, food waste was simulated using lettuce leaves and bread residues, with their proportions determined through preliminary trials. In the second stage, six different MSW mixtures were prepared based on the waste composition of Kocaeli province. A total of 24 biodrying experiments were conducted under low aeration rate (0.36 kg⁻¹ MSW·day⁻¹) and high aeration rate (2.60 m³ kg⁻¹ MSW·day⁻¹) conditions, with and without 10% sawdust addition. During the experiments, temperature variations, inlet–outlet air humidity, leachate formation, changes in waste characterization, and biodegradability behavior were monitored. The highest temperature increase (60 °C) was observed under low aeration conditions when the food waste ratio was 60%. Leachate formation increased with higher food waste content only under low aeration, while no leachate was observed at high aeration. The calorific value of biodried products reached a maximum of 20.20 MJ/kg; however, due to high moisture content, it was classified as a 4th-grade fuel. In contrast, the product (KKA1Y) with 19.70 MJ/kg energy was classified as a 3rd-grade fuel. Biodegradability of the wastes was found to be directly proportional to the food waste content. The primary objective of biodrying is to increase the calorific value per kilogram of waste to produce RDF, while removing moisture with minimal energy consumption. To evaluate biodrying performance, AHP-PROMETHEE integration was applied, considering cost, temperature rise, O₂ consumption, increase in lower heating value (LHV), and leachate generation, thereby ranking the experimental conditions. Furthermore, Ordinary Least Squares (OLS) and Ridge Regression (RR) analyses were performed to determine the effects on the final calorific value (FCV). Single, pairwise, and triple correlation analyses revealed that aeration rate (AR) was the most critical parameter influencing the process. In conclusion, this study highlights the applicability of biodrying technology for energy recovery from MSW and contributes to process evaluation through multi-criteria decision-making methods.
Benzer Tezler
- Investigation of direct electricity production from different ındustrial wastewaters and concentrated organic wastes by using microbial fuel cell (MFC)
Mikrobiyal yakıt hücresi (MYH) kullanılarak farklı endüstriyel atıksulardan ve yoğun organik atıklardan doğrudan elektrik üretiminin araştırılması
İDRİS BİRYOL
Doktora
İngilizce
2025
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİZE AYOL
- Türkiye'deki katı atık depolama alanlarının durumu ve depolimerizasyon sistemlerinin uygulanabilirliği
State of solid waste landfills in Turkey and applicability of depolymerization systems
EMRE CAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURHANETTİN FARİZOĞLU
- Afşin Elbistan linyit kömürü ve RDF'den üretilen yarıkok karışımlarının yanma davranımlarının belirlenmesi
Determination combustion behavior of chars produced from Afsin Elbistan lignite coal and RDF
GÜLŞEN KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Ürdün'deki biyoenerji potansiyeli: Biyokütle kaynakları ve yenilenebilir enerji beklentilerine genel bakış
Bioenergy potential in jordan: An overview of biomass resources and renewable energy prospects
HAMZA ABUELAYYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET VOLKAN AKSAY
- Zeytin işleme ve zeytinyağı üretim tesisleri atıklarının entegre yönetiminin araştırılması
Investigation of integrated management of olive processing and olive oil production plants wastes
EDA ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL TORÖZ