Life cycle impact assessment of an anaerobic digester plant for organic wastes generated from a university campus in Istanbul
İstanbul'da bulunan bir üniversitenin organik atıkları ile çalışan anaerobik çürütme tesisinin yaşam döngüsü etki analizi
- Tez No: 333109
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NİLGÜN CILIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Bu çalışmada, yemek atıklarının oksijensiz ortamda çürütülmesi ile kullanımının yaşam döngüsü etki değerlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, Boğaziçi Üniversitesi'nin seçilen kampüslerinde oluşan yemek atıklarının karakterizasyonu yapılmıştır. Biyogaz potansiteli yaklaşık ~0,140 m3 /kg ham atık olarak belirlenmiştir. Bir kg toplam katı, bir kg uçucu katı ve bir kg toplam katı için, sırası ile yaklaşık 0,66 m3, 0,70 m3 biyogaz, 0,36 m3 metan oluşumu sağlanabilmektedir. İkinci olarak, üniversiteye uygun oksijensiz ortamda çürütme tesisi (OOÇT) tasarlanmıştır. Eğitim döneminde (ED) günde ~82 kg kuru atıktan 55 m3 biyogaz oluşumu sağlanmaktadır. 28 kWlık kojenerasyon motoru ile günlük, ~300 kWh enerji elde edilebilir. Sırası ile 1 m3 biyogaz ve 1 m3 metandan yaklaşık 5.5 kWh ve 10 kWh enerji üretilebilmektedir. Tesisin elektrik (El) ve ısı (I) enerjisi ihtiyacı, ED üretilen El ve I enerjisinin sırası ile %14,95?i ve %30,53?üdür. OOÇT ile elde edilen I, Hisar Kampüs'te bulunan kapalı yüzme havuzunun I ihtiyacının %16'sını karşılayabilir. Çalışmanın son aşamasında, yaşam döngüsü analizi (YDA) metodolojisi uygulanmıştır. YDA'inin bilinen yazılımlarından GaBi 4 yazılımı ile OOÇT'ye entegre bir yaklaşım getirilmiş, küresel ısınma potansiyeline (KIP) önem verilmiştir. Sonuçlar, OOÇT'inin mevcut atık uzaklaştırma ve ulusal enerji üretim sistemlerine gore çevre koruma kapasitesi ve yenilenebilir enerji üretimi bakımından çok avantajlı olduğunu göstermiştir. KIP kapsamında, oksijensiz ortamda çürütme teknolojisi %97.8 oranında etki azaltımı sağlamaktadır. Diğer kategoriler için ise (asitleştirme, fotokimyasal ozon oluşumu, su ve kara ortamlarında ötrofikasyon) %85 oranında etki azaltımı sağlanabilmektedir. Üretilen enerjinin kullanımı ve Hisar Kampüs?ün tüm enerji ihtiyacı göze alındığında, oksijensiz ortamda çürütme tesisi KIP kapsamında, %7.23 etki azaltımı ve diğer kategorilerde %4?ün üzerinde etki azaltımı sağlamaktadır. Kompostlaştırma, hacim azaltımı sağladığından, sadece atık yönetimi kapsamında değerlendirildiğinde avantajlı olduğu görülmüştür. Fakat, kompostlaştırma tesinin enerji ihtiyacı göze alındığında, bu senaryonun küresel ısınma etki potansiyeli diğer senaryolardan yüksek bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this thesis, life cycle impact assessment application for the utilization of food wastes through anaerobic digestion (AD) is carried out. For this purpose, characterization of the food wastes generated from selected campuses of Bogazici University is performed as first step. The average biogas potential is found as 0.140 m3/kg wet waste. Around 0.66 m3, 0.70 m3 biogas, 0.36 m3 methane can be obtained per kg of total solid (TS), per kg of volatile solid and per kg of TS, respectively. The integrated AD plant is designed for the university as second stage. During the education period (EP), 55 m3 biogas is generated by AD of ~82 kg of dry waste per day. Nearly 300 kWh energy can be produced by 28 kW cogeneration engine daily. Around 5.5 kWh and 10 kWh energy can be obtained per m3 of biogas and methane, respectively. For the EP, electricity (E) and heat (H) requirements of the plant are determined as 14.95% and 30.53% of the total E and H produced, respectively. The H requirement for the indoor swimming pool at Hisar Campus is designed to be supplied by the AD plant. Roughly, 16% of the H requirement of the pool can be achieved. In the last part of the study; the life cycle assessment (LCA) methodology has been applied. An integrated approach has been brought for AD plant through well known softwares of LCA such as GaBi 4 software. During LCA study, special emphasis is given to global warming (GW). Results showed that, AD technology is highly advantageous over current waste disposal and national energy production systems in terms of environmental protection capacity and renewable energy production. 97.8% reduction and ~85% reduction can be achieved in terms of GW and other relevant categories (acidification, photochemical ozone formation, aquatic eutraphication, terrestrial eutraphication), respectively. When utilization of the produced energy and overall energy requirement of the Hisar Campus is considered, the plant provides 7.23% reduction on GW and more than 4% reduction for other impact categories. Composting is only advantageous when it is considered as a waste management option, since volume reduction is achieved. However, when the energy need of the composting plant is considered, impact of composting scenario is assessed to be higher than other scenarios.
Benzer Tezler
- Evaluation of co-substrate alternatives for co-digestion of sewage sludge: Coupling plant-wide modelling with life cycle analysis
Arıtma çamurunun birlikte çürütülmesi için ilave substrat alternatiflerinin değerlendirilmesi: Tesis bazlı modelleme ve yaşam döngüsü analizinin birlikte kullanılması
EMİRCAN KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA EVREN ERŞAHİN
- Life cycle assessment of anaerobic digestion for the organic fraction of municipal solid waste
Kentsel katı atıkların organik kısmının anaerobik çürütülmesi prosesi yaşam döngüsü analizi
HAYRUNNİSA OMRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA
DOÇ. DR. BURÇİN ATILGAN TÜRKMEN
- 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
- Determination of biogas potential of banana harvestingwaste and environmental life cycle assessment of utilizingstem waste for banana production in greenhouses in Türkiye
Muz atıklarının biyogaz potansiyelinin belirlenmesi ve Türkiye'deki muz üretimi için kullanılmasının çevreselyaşam döngüsü değerlendirmesi
KARDELEN AFRODİT ADSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
DOÇ. DR. FEHMİ GÖRKEM ÜÇTUĞ
- Small-scale biogas plant enhancement and operation upgrade using life cycle assessment
Yaşam döngüsü değerlendirmesi kullanarak küçük ölçekli biyogaz tesisi geliştirme ve işletme yükseltmesi
NIAMA SAADATE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiBahçeşehir ÜniversitesiEnerji Sistemleri İşletim ve Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İREM FIRTINA ERTİŞ