Sürdürülebilir atıksu arıtımı için yaşam döngüsü değerlendirmesi yaklaşımıyla enerji optimizasyonu
Energy optimization through life cycle assessment approach for sustainable wastewater treatment
- Tez No: 1023974
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMİNE CAN GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Çevre Mühendisliği, Energy, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sızıntı suyu, Leachate
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Temiz Enerji Teknolojileri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İleri Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İleri Enerji Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Düzenli depolama sahalarında oluşan sızıntı suları, yüksek organik kirlilik ve karmaşık bileşimleri sebebiyle arıtılması zor atıksulardır. Bu tez kapsamında Kömürcüoda Çöp Sızıntı Suyu Arıtma Tesisi membran biyoreaktör (MBR) çıkışı sızıntı suyuna uygulanan farklı ileri arıtma prosesleri, çevresel performans açısından yaşam döngüsü değerlendirmesi yaklaşımıyla karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda Kalsiyum Peroksit (KP)/Persülfat (PS)/Fe(II), Elektrokoagülasyon (EC)/Fenton ve Koagülasyon/Elektrooksidasyon (EO) prosesleri değerlendirilmiştir. Sistem sınırı kapıdan kapıya olarak tanımlanmış, fonksiyonel birim 1 m³ MBR çıkışı sızıntı suyunun arıtılması olarak esas alınmıştır. Proseslere ait çevresel etkiler SimaPro yazılımı ve veri tabanı kullanılarak modellenmiş, CML-IA baseline V3.12/EU25 etki değerlendirme yöntemi ile değerlendirilmiştir. Sonuçların etki değerlendirme yöntemine duyarlılığını incelemek amacıyla ReCiPe 2016 Midpoint yöntemi ile hassasiyet analizi gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda prosesler arasında belirgin farklar olduğu ortaya çıkmıştır. Birçok etki kategorisinde en yüksek çevresel etkilere sahip proses KP/PS/Fe(II) prosesi olarak öne çıkarken, EC/Fenton prosesi genel olarak daha düşük çevresel etki oluşturmuştur. En yüksek enerji kullanımına sahip olan EC/Fenton prosesi özelinde yapılan yaşam döngüsü değerlendirmesi sonuçları, çevresel performansın kullanılan elektrik kaynağından önemli ölçüde etkilendiğini göstermiştir. Ülke bazlı karşılaştırmalarda elektrik üretim yapısındaki farklılıkların etki kategorileri üzerinde belirleyici olduğu ve fosil yakıt ağırlıklı şebekelerde çevresel etkilerin arttığı belirlenmiştir. Türkiye için oluşturulan alternatif enerji senaryolarında ise mevcut şebekeye kıyasla atık yakmadan enerji geri kazanımı ve hidroelektrik kaynaklı elektrik kullanımının tüm etki kategorilerinde önemli iyileşmeler sağladığı görülmüştür. Sonuç olarak, düşük karbonlu ve alternatif enerji kaynaklarının kullanımı prosesin çevresel sürdürülebilirliğini artırmakta, çevresel yükün enerji sisteminden kimyasal üretim süreçlerine kaymasına neden olmaktadır.
Özet (Çeviri)
Leachate from landfills is a difficult wastewater to treat due to its high organic pollution and complex composition. This thesis compares different advanced treatment processes applied to the leachate from the membrane bioreactor (MBR) at the Kömürcüoda Landfill Leachate Treatment Plant using a life cycle assessment approach to assess environmental performance. The Calcium Peroxide (KP)/Persulfate (PS)/Fe(II), Electrocoagulation (EC)/Fenton, and Coagulation/Electrooxidation (EO) processes were evaluated. The system boundary was defined as gate-to-gate, and the functional unit was considered to be the treatment of 1 m³ of MBR leachate. The environmental impacts of the processes were modeled using SimaPro software and database, and evaluated using the CML-IA baseline V3.12/EU25 impact assessment method. A sensitivity analysis was performed using the ReCiPe 2016 Midpoint method to examine the sensitivity of the results to the impact assessment method. The analyses revealed significant differences between the processes. The KP/PS/Fe(II) process stands out as having the highest environmental impact in many impact categories, while the EC/Fenton process generally has a lower environmental impact. Life cycle assessment results specifically for the EC/Fenton process, which has the highest energy consumption, show that environmental performance is significantly affected by the electricity source used. Country-based comparisons revealed that differences in electricity generation structures are decisive in impact categories, and that environmental impacts increase in fossil fuel-based grids. In alternative energy scenarios created for Turkey, it was observed that energy recovery from waste incineration and the use of hydroelectric power resulted in significant improvements in all impact categories compared to the existing grid. In conclusion, the use of low-carbon and alternative energy sources increases the environmental sustainability of the process, causing the environmental burden to shift from the energy system to chemical production processes.
Benzer Tezler
- Valorization of municipal wastewater and manure by circular bioeconomy approach
Kentsel atıksu ve hayvan dışkısının döngüsel biyoekonomi yaklaşımıyla değerlendirilmesi
İPEKNUR ATAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ
- Energy efficient co-treatment of municipal wastewater and food waste
Kentsel atıksu ve yemek atıklarının enerji verimli birlikte arıtımı
HÜSEYİN GÜVEN
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Evaluating environmental effects of different anaerobic wastewater treatment systems by using LCA approach
Farklı anaerobik atıksu arıtma sistemlerinin çevresel etkilerinin LCA yaklaşımı ile değerlendirilmesi
MERVE YILMAZ
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Biyolojik atıksu arıtma tesislerinde ileri arıtım alternatiflerinin çevresel performansının yaşam döngüsü analizi ile belirlenmesi
Determination of environmental performance of advanced treatment alternatives in biological wastewater treatment plants by life cycle analysis
ÖZGE ATABAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Çevre MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİMGE ÇANKAYA
- Farklı atık türlerinin yaşam döngüsü analizi ile enerji potansiyellerinin değerlendirilmesi
Evaluation of energy potentials with life cycle analysis of different waste types
MERT GÜLLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AFŞIN YUSUF ÇETİNKAYA