Katı atık depo sahalarında sızıntı suyu geri devrinin atıkların ayrışması ve sızıntı suyu üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of leachate recirculation effects on waste degradation and leachate at sanitary landfill site
- Tez No: 168357
- Danışmanlar: PROF.DR. AHMET DEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atık Stabilizasyonu, Depo Gazı, Sızıntı Suyu, Geri Devir, Simülasyon.ix
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
ÖZET Bu çalışmada katı atık depo sahalarında sızıntı suyu geri devrinin atıkların ayrışması ve sızıntı suyu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma için İstanbul Büyükşehir Belediyesi katı atık depo sahalarından birisi olan Odayeri Düzenli Depo Sahasının 2500 m2'lik alanında sızıntı suyu geri devirli (H2) ve geri devirsiz (Hl) test hücreleri kurulmuştur. Sızıntı suyu geri devrinin atik stabilizasyonu üzerindeki etkisi 950 gün boyunca izlenmiştir. Sızıntı suyunun pH, Alkalinite, İletkenlik, KOÎ, BOİ, S04=, Cl~, Ağır Metal değişimleri ile sızıntı suyu KOt'sinin biyolojik olarak ayrışamayan çözünmüş kısmı belirlenmiş buna ilave olarak bu parametrelerin zamana bağlı olarak değişimi MATLAB 5.3 bilgisayar programı kullanılarak matematiksel formüller yardımıyla simüle edilmiştir. Hücrelerin 2m derinliğinden alınan numuneler üzerinde, Biyolojik Metan Potansiyeli (BMP) izlenerek atıkların ayrışma hızı tesbit edilmiştir. Hücrelerden oluşan depo gazının CH4, CO2, O2 ve H2S bileşenleri belirlenmiştir. Ayrıca hücrelerin gövdesindeki sıcaklık değişimleri izlenmiş ve yüzeysel çökme miktarının belirlenmesi amacıyla topografik ölçümler de yapılmıştır. Çalışma süresince Hl ve H2 test hücrelerinden oluşan sızıntı suyu miktarları sırasıyla 780 m3 ve 865 m3 olarak belirlenmiş, H2 test hücresinden oluşan sızıntı suyunun 385 m3 'ü (%45'i) saha üzerine geri devrettirilerek deşarj edilen sızıntı suyu miktarında %38.5 oranında azalma sağlanmıştır. Hl ve H2 test hücrelerinden oluşan sızıntı sularının pH' sının H2 test hücresinde yaklaşık 200 gün, Hl test hücresinde ise 350 gün sonra nötr değerlere ulaştığı tesbit edilmiştir. Hl ve H2 sızıntı sularının alkalinite değerleri, başlangıçta her iki hücre için 20000-25000 mg/1 CaCC>3 iken, 300. günden sonra 3000-5000 mg/lt değerlerine düşmüştür. Her iki hücrenin sızıntı suyundaki başlangıç klorür konsantrasyonunun 14-15 g/l arasında değiştiği ve bu değerlerin 2 ay sonra 5 g/Tye düştüğü belirlenmiştir. Depolamadan sonraki 2 ay içinde klorür konsantrasyonu 2-5 g/l arasında değişmiş ve daha sonra Önemli bir azalma kaydedilmemiştir. Sızıntı sularındaki iletkenlik parametresi Cl“ konsantrasyonları ile aynı eğilimde değişim göstermiştir. Maksimum KOÎ konsantrasyonları, Hl test hücresinde 76650 mg/1 değerine 30 gün sonra, H2 test hücresinde ise 70000 mg/1 değerine 20 gün sonra ulaşmıştır. Hl ve H2 hücrelerinin sızıntı suyu KOİ'si 920 gün sonra sırasıyla 1800 ve 980 mg/1 değerlerine düşmüştür. Biyolojik olarak ayrışamayan çözünmüş KOÎ'nin (SnOT) ham çözünmüş KOİ'ye oranı başlangıçta 0.01 civarında iken, bu oran 300 gün sonra 0.10 civarına yükselmiş, 300-600. günler arasında artmaya devam ederek 0.40 değerine ulaşmıştır. Sızıntı suyundaki SO4”2 konsantrasyonu maksimum değeri olan 2000 mg/l'ye 45 gün içerisinde ulaşmış, daha sonra hızlı bir şekilde azalarak 5 ay sonra Hl hücresi için 75 mg/1, H2 hücresi için 450 mg/1 değerlerine düşmüştür. Sızıntı suyundaki ağır metallerin depo sahası içerisinde asidik faz başladığında, sızıntı suyunda daha yüksek konsantrasyonlarda ortaya çıktığı görülmüştür. Depo gazının H2S bileşeni maksimum 50 ppm seviyelerine ulaşmış ve depo gazının bu bileşeni Hl ve H2 test hücrelerinde depolamadan itibaren sırasıyla 300 ve 400 gün sonra bitmiştir. CH4 bileşeni H2 test hücresinde depolama tamamlandıktan 200 gün sonra kararlı bir şekilde oluşmaya başlamış ve bu süreç %50 civarlarında 920 gün boyunca sürmüştür. Depo gazının CO2 bileşeni ise başlangıçta %70 seviyelerinde iken bu değer ilerleyen safhalarda %40-50> aralığında değişmiştir. Biyolojik Metan Potansiyeli (BMP) deneylerinden elde edilen sonuçlar kullanılarak atıkların 1. mertebe ayrışma hızı katsayısı Hl hücresi için 0.217 yıl“1, H2 hücresi için ise 0.297 yıl”1 olarak belirlenmiştir. Topografik ölçümler, atıkların test hücrelerine depolanmasından 375 gün sonra toplam çökme miktarının Hl hücresinde 0.49 m, H2 hücresinde ise 0.70 m olduğunu göstermiştir. Depo gövdesinin başlangıçtaki sıcaklığı hızla artarak 40 °C'nin üzerine çıkmış anaerobik şartların hakim olması ile birlikte 20-35 °C arasında değişmiştir. Sızıntı suyundaki KOÎ, BOÎ, SO4“2, Cl”parametreleri ve biyoayrışmayan KOÎ'nin (Snon), çözünmüş ham KOÎ'ye (S0) oram depo yaşma bağlı olarak simüle edilmiş ve model sonuçları ile deney sonuçları arasında 0.90-0.95'Hk korelasyonlar elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT In this study, test cells with (H2) and without (HI) leachate recirculation were constructed at Odayeri Sanitary Landfill and they were operated for 950 days to investigate the effect of leachate recirculation on waste stabilization. Parameters such, as pH, alkalinity, conductivity, COD, BOD, S04=, Cl_, heavy metals and non-biodegradable soluble COD (Sn0n) in leachate were monitored and the mathematical simulation was established to get relation between operational parameters and refuse age by using MATHLAB 5.3 computer program. Waste decay rates were calculated based on Biological Methane Potential (BMP) test results of the waste samples taken from 2 m depth. CH4, CO2, O2 and H2S components in landfill gas and waste temperature in the test cells were monitored. Settlements on the surface of HI and H2 test cells were also determined by topographic measurements. The amount of leachate produced from HI and H2 test cells during the study period, were 780 m3 and 865 m3, respectively. The volume of discharged leachate in the H2 test cell was decreased at a rate of 38.5% by recirculating 385 m3 of the total leachate generated from H2. The pH values of the leachate from HI and H2 test cells reached to neutral value after 350 and 200 days of operation, respectively following the establishment of anaerobic conditions. Decrease in pH value accompanied with decrease in alkalinity is the indication of acid production and establishment of anaerobic conditions. It was observed that the initial alkalinity in leachate of both cells decreased from its initial value of 20000-25000 mg/1 to around 3000 mg/1 CaCÛ3. Similarly, a sharp decrease in concentration of CI“ from 14-15 g/1 to 5 g/1 was observed after around 2 months operation, then the decrease was rather slowly. The change of conductivity parameter in leachate is similar to that of CI”concentration. COD concentrations in leachate of HI and H2 rapidly reached to the maximum values of 76650 mg/1 and 70000 mg/1 on 30th and 20th days, respectively decreased to 1800 mg/1 and 980 mg/1 after 920 days, respectively. For leachates of both cells, the ratio of non-biodegradable soluble COD (Snon) to soluble COD increased from it is initial value of 0.01 to around 0.1 after 300 days of operation. Also, it was observed that the ratio reached to a maximum value of 0.4 on 600* day. SO4'2 concentration rapidly reached to the maximum value of 2000 mg/1 within 45 days, and development of anaerobic conditions caused a sharp decrease to around 75 mg/1 for H2, and 450 mg/1 for HI after 5 months of operation. Heavy metal concentrations in leachate reached to a maximum value during the acidic phase of waste degradation due to increase in solubility. The highest value of H2S component in landfill gas, which is an important operational parameter, was observed to be 50 ppm and it was consumed in 300 days and 400 days for H2 and HI, respectively. CH4 concentration in landfill reached to 50% due to refuse placement on day 200, and its concentration remains almost constant till end of the operation. CO2 component was around 70% for both of the cells at the beginning of operation, and it fluctuated between the values of 40-50%. BMP tests shown that first order degradation kinetic constants were 0.217 and 0.297 year“1 for HI and H2, respectively. Topographic measurements revealed that cumulative settlements after 12 months from refuse placement were 0.49 and 0.70 m for HI and H2, respectively. Waste temperature in test cells was reached rapidly to 40 °C at the beginning of operation and it was between 20-35 °C after domination of anaerobic conditions. The mathematical simulation formula between COD, BOD, SO4”2, CI", Snon/So ratio and refuse age was established, and the correlation coefficients (r) are obtained in strength values between 0.90-0.95. Key Words : Waste Stabilization, Landfill Gas, Leachate, Leachate Recirculation, Simulation.
Benzer Tezler
- Katı atık düzenli depo sahalarında atıkların aerobik ve anaerobik ayrışması üzerine sızıntı suyu geri devrinin etkileri
The Effect of leachate recirculation on aerobic and anaaerobic degradation of municipal solid waste in landfills
MEHMET SİNAN BİLGİLİ
Doktora
Türkçe
2006
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. AHMET DEMİR
- Katı atık düzenli depo sahalarında sızıntı suyu geri devir etkilerinin tam ölçekli bir sahada (Odayeri) araştırılması
Investigation of leachate recirculation effects in a full-scale sanitary landfill (Odayeri)
BESTEMİN ÖZKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET DEMİR
- Katı atık depo sahalarının geçirimsiz taban sistemlerinden kirletici geçişinin incelenmesi ve taban sistemlerinin rehabilitasyonu
Investigation of contaminant transport through impermeable solid waste landfill liners and rehabilitation of liner systems
GAMZE VARANK
Doktora
Türkçe
2010
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DEMİR
- Katı atıkların aerobik ayrışması sırasında gerekli olan optimum hava miktarının belirlenmesi
Determination of the optimum aeration rate in aerobic landfills
ELİF SEKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. SİNAN BİLGİLİ
- Biyoreaktör depo sahalarında nanomalzemelerin davranışları ve atıkların ayrışma prosesleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
The fate of nanomaterials in bioreactors landfills and their effects on solid waste degradation
SENEM YAZICI GÜVENÇ
Doktora
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SİNAN BİLGİLİ