Geri Dön

Ecotoxicity evaluation of slag from spent battery recycling: Reduction of lead by stabilization/solidification

Hurda akü geri dönüşüm prosesinde oluşan cürufun ekotoksikolojik değerlendirmesi: Stabilizasyon/solidifikasyon yöntemiyle kurşun azaltımı

PDF İndir

  1. Tez No: 465457
  2. Yazar: VESİLE ÖZLEM ERKAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İLHAN TALINLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Son yıllarda kurşun tüketimi, özellikle geri dönüştürülebilir kurşun içerikli ürünlerin kullanımı önemli ölçüde artmıştır. Geri dönüştürülebilir kurşun içerikli ürünlerin en büyük bölümünü hurda akümülatörler oluşturmaktadır. Akü geri dönüşüm sektörü özellikle son yirmi yılda, kurşun geri dönüşümünün önemi ve yatırımcıya getirdiği kar nedeniyle çok gelişmiştir. İkincil kurşun üreticileri, bir geri dönüşüm & geri kazanım tesisi olmaktan ziyade bir endüstri kategorisi olarak karşımıza çıkmaktadır. Avrupa'da (EU Directive 91/157EEC) ve Türkiye'de (Atık Akümülatör ve Pillerin Kontrolü Yönetmeliği, 25569 sayılı Resmi Gazete, 2004) yayımlanan yönetmeliklerin getirdiği ayrı toplama, geri kazanma ve geri dönüştürmek yükümlülükleriyle birlikte, ikincil kurşun üretici firmaların sayısı günden güne artmaktadır. Türkiye'de günümüzde 12 milyon adet akü üretilmekte ve bu akülerden her yıl 80-120 bin ton atık oluşmaktadır. Hurda olarak nitelendirilen akülerin %90-95 oranlarında geri dönüştürülebildiği söylenebilir. Bununla birlikte, hurda akülerin geri dönüşümünün sağlanabildiği içeriğindeki kurşun ve kurşun bileşenleri en yüksek oranlarda yer almaktadır. Kurşun ve kurşun bileşenleri dışında aküyü oluşturan plastik ve diğer değerli malzemelerden oluşan parçalar da lisanslı firmalar aracılığıyla değerlendirilerek geri dönüşümleri sağlanmaktadır. Hurda otomobil aküleri bu endüstrilerde üretim hammaddesi olarak kullanılmaktadır. Kırılarak fiziksel ve kimyasal özelliklerine gore ayrılan akü kısımları, her bir kısmın özelliğine gore farklı yöntemlerle geri kazanılır ve geri dönüştürülür. Bu endüstriyi tanımlarken, geri kazanım faaliyetleri sonucu ortaya çıkan atıklar da çok iyi bir şekilde tanımlanmalıdır. Kurşun içerikli atıklar tehlikeli atık olarak değerlendirilmekte ve ciddi boyutta çevresel tehlike oluşturmaktadır. Tehlikeli atıklar konvansiyonel atıklardan farklı olarak yönetilmesi gereken ve çevre açısından bir tehlike ve zarar kriteri ile ortaya çıkan atıklar olarak bilimsel literatürde görülmektedir. 20-30 yıllık tarihçesi içerisinde çeşitli çevre felaketleri nedeniyle bu atıklara öncelik verilmiş ve yönetimlerinin diğer atıklara göre zahmetli ve zor olduğu anlaşılmıştır. Tehlikeli atıkları diğer atıklardan ayırt edebilme gereği ortaya çıktığında“farklı bir atık”tanımlamak ve bu atık üzerinden tehlike kriteri varsa tehlikeli atık tespiti yapmak mümkün olmuştur. Öte yandan bu tespitler ile oluşturulan yönetmelikler tehlikeli atıkları belirli ölçüde tespit etmesine rağmen tehlikeli olmayan atığı da bu listelerden ayırt etmek gerekmiştir. Yönetmeliklerin bütün yararlarına rağmen her koşul ve yörede farklı atık türlerine göre statik bir yapı oluşturmaları mümkün değildir. Bu nedenle tehlikeli atık tanım ve tespitinde tehlike kriteri ile atığın yönetim şekilleri ve diğer bazı faktörler etkin olmaktadır. Tehlikeli atıklar için tehlikeli olma ana kriterleri; parlayıcılık, patlayıcılık, korozivite, reaktivite ve toksisite olarak sıralanmıştır. Bunların yanında kanserojenlik, akümülasyon, tutuşabilirlik, dirençlilik vb. zarar verme potansiyelleri bu kriterler ile birlikte yer almakta ve Birleşik Potansiyel Risk (CPR) olarak bilinmektedir. Çevre mevzuatı ve yönetmelikleri açısından değerlendirildiğinde çevresel ekosisteme oluşabilecek kurşun sızıntısı farklı yollarla açığa çıkabilecek akü geri dönüşüm endüstrisi atıklarının önemli çevresel etki oluşturmasına neden olan parametreler arasına girmektedir. Ciddi bir atık analizinin yapılarak tesiste oluşan her bir çevre boyutunun değerlendirilmesi gerekmektedir. Daha önce de bahsedildiği gibi atığı tehlikeli yapan kriterlerin her biri için tüm atıklar değerlendirmeyye tabi tutulmalıdır. Tehlikeli atıkların kontrolü yönetmelikleri açısından bakacak olursak Avrupa'da ve Avrupa'dan adapte edildiği üzere Türkiye'de atıklar, içerisinde“ekotoksisite (H 14)”kodunun da yer aldığı 14 tehlikelilik parametresi ile sınıflandırılmaktadır. Ekotoksikolojik olarak atıkların değerlendirilmesine yönelik kimyasallar ile toprağa yönelik tehlikenin belirlenmesi açısından testler yapılmaktadır. Bu testler atıklardan eluat elde edilerek eluatın analiz edilmesi veya atıkların katı formunun analiz edilmesi ile sonuçlandırılmaktadır. Ortaya çıkan konsatrasyon değerine göre oluşturan aralıklardan hangisinin içerisinde sonuçlar kalırsa atığın o sınıfta olduğu –tehlikeli veya tehlikesiz- belirlenmektedir. Genellikle bir atığın tehlikelilik özelliğine karar verilmesi için birleşik risk potansiyelinin her bir kimyasal faktör için değerlendirilmesi ve aynı zamanda doğaya sızma yollarının ortaya koyulması, bu atıkların taşınma, depolama, bertarafı veya yeniden kullanımı sırasında insanların ve diğer canlıların maruziyeti ile sonuçlanabilecek durumların göz önünde bulundurulması ile bir arada değerlendirme yapılması gerekmektedir. Bu nedenle eluat elde edilerek yapılan sızıntı testleri atığın içeriğindeki her bir bileşen için değerlendirme yapmak yerine içeriğin tamamının sızma potansiyelini değerlendirdiği için sucul yaşam ve toprağa etki anlamında tehlikeliliğin belirlenmesinde daha sağlam bir değerlendirme yöntemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Tehlikeli atık olduğu düşünülen atık örnekleri üzerinde tehlike kriterini belirleyecek en önemli deneylerden biri zehirlilik testidir. Bu test çok çeşitli yöntemlerle yapılmasına rağmen atığın formuyla da ilgili olarak ön hazırlık gerektirir. Özellikle katı ve çamur formundaki atıklar için EPT (extraction prosedure toxicity) ya da TCLP (toxicity characteristic leaching prosedure) hazırlığı yapılarak sonuçlar değerlendirilmektedir. US EPA Toksisite Karakteristiği Sızıntı Prosedürü (TCLP) DIN 38414-4 veya Toksikolojik Ekstraksiyon Prosedürü (EPT) yaygın olarak kullanılan sızıntı testleridir. Yapılan araştırmalar atık kompozisyonundaki bireysel parametrelerin değerlendirilmesiyle karar verilen tehlikelilik özelliğinin her zaman doğru sonuç vermeyebileceği, bireysel değerlendirmenin ötesine geçebilecek, atığın tüm kompozisyonunun çevresel ekosisteme sızıntısının toksisitesini değerlendirecek bir metodun yaygınlaştırılması gerekliliğini işaret etmektedir. Atıkların ekotoksikolojik olarak değerlendirmesi diğer değerlendirmelere göre daha az sayıda olmakla beraber yalnızca birkaç araştırmanın konusu olarak karşımıza çıkan sızıntı testi ile birlikte ekotoksisite değerlendirmesi yapan çalışma bulunmuştur (Wilke ve diğ, 2008). Aslında, toksisite testleri atıkların toplam kompozisyonunu değerlendirmek için yapılmalıdır. Bununla birlikte bireysel kirletici parametrelerin limit değerlendirilmesi ve ifade edilmesi, sinerjik veya antagonistik olarak ortaya çıkabilecek özellikleri yansıtmadığı görülmektedir. Yapılan bu araştırmadan sonra bir atığın H 14 tehlike koduna sahip olduğuna karar verilirse bu tehlikeli atığın detoksifikasyonunun sağlanması için uygun arıtma teknikleri araştırılmalı ve uygulanmalıdır. Detoksifikasyon yöntemi olarak çeşitli teknikler çeşitli kimyasallar kullanılarak sağlanılabilir. Bu çalışmada stabilizasyon ve solidifikasyon seçeneği değerlendirilmiştir. İkincil kurşun üretiminden kaynaklanan katı cüruf için ekotoksikolojik değerlendirme sonrasında ortaya çıkan özelliklere göre detoksifikasyon yöntemlerinden en çok kullanılanlardan biri olan stabilizasyon ve solidifikasyon yönteminin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Stabilizasyon ve solidifikasyon atık içerisindeki sızma ihtimali olan parametrelerin kimyasal olarak bağlanarak atığın düzenli depolama sahalarına gönderilmeden önce toprağa sızıntı olasılığını ortadan kaldırmak için sıklıkla uygulanan yöntemlerin başında gelmektedir. Genellikle toksik metal içerikli çamur atıklara ve su içeren toksik ağır metallere karşı kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada kurşun içerikli cürufun ekotoksikolojik olarak değerlendirmesi yapılmıştır. Değerlendirmesi yapılan atığın ve stabilizasyon/solidifikasyon tekniğiyle farklı oranlarda beton malzeme içerisinde immobilize edilmesiyle ekotoksisite giderilmeye çalışılmıştır. Kullanılan bitüm içinde %25, %50 ve %75 oranlarında kurşun geri dönüşümü prosesine ait döner fırın cürufu eklenmiştir. Toksisite testleri, BioToxTM Vibrio fischeri adı verilen bakterilerle gerçekleştirilmiş ve elde edilen EC50 değerleri incelenmiştir. Test yapılan 2,88 ve 4,93 pH değerlerinde cüruf atığından sızan metallerin geri kazanımı ve prosese geri döndürülme verimini hesaplamak amacıyla elde edilen eluatlarda metal çöktürme işlemi uygulanmıştır.

Özet (Çeviri)

The use of lead has evolved over the years, with a significant growth in recyclable uses. One of the main recyclable spent materials is spent automobile battery. The battery-recycling has changed dramatically over the past ten to twenty years as the importance and economy of lead recovery was discovered. Secodary lead production recently comes out to be a category of industry, other than a recovery facility. With regards to EU directive 91/157/EEC (revised in 2006,2006/66/EC) and Turkish Spent Batteries and Accumulators Control Regulation (Official Journal, 31 August 2004, No: 25569) and, waste accumulators and batteries must be collected separately than other wastes, they must be recycled and recovered or disposed. Battery producers are obliged to ensure or cause to be ensured the collection, recovery, and disposal of spent batteries through participation in a special system. As enforcements are set with these regulations, number of secondary smelting facilities have been increased over the years. Spent batteries are used as raw materials after they are crushed and separated due to physical/chemical characteristics of content. As describing a secondary lead production industry, their outputs are also needed to be described. Lead containing wastes are highly hazardous and have important impacts on environment. In this research, processes of a secondary lead production facility were investigated and hazardous wastes were examined. Ecotoxicological assessment is performed on lead containing rotary furnace slag. US EPA TCLP test is performed for obtaining eluates for toxicity assay. Stabilization/solidification technique is applied to reduce toxicity of slag. Toxicity tests are applied to both to raw slag samples' and block samples' leachates by using BioToxTM, Vibrio fischeri luminescence bacteria. Metals precipitation of leachates are performed by using NaOH and lime. Recovery of metals ratios from slag leachates is investigated.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    770976

    Geri dönüştürülmüş agrega kullanımının çevresel etkilerinin yaşam döngüsü değerlendirme (YDD) yöntemi ile değerlendirmesi

    Evaluation of the environmental impacts of the use of recycled aggregate by life cycle assessment (LCA) method

    ÖZGE BABALIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA GÜLEN İSKENDER

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE BAŞ

  2. Tez No

    348444

    Plastik ürün endüstrisinin yaşam döngüsü analizi yöntemi ile değerlendirilmesi

    Evaluation of plastic product indusrty via life cycle assessment

    SEVDE ÜSTÜN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HANİFE BÜYÜKGÜNGÖR

  3. Tez No

    682917

    Doğu Anadolu ekolojik koşullarında biyoenerji tarımı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi; sorgum & sudan otu melezi ve dallı darı örneği

    Evaluation of bioenergy farming and life cycle assessment in Eastern Anatolian ecological conditions; case study of sorghum sudan grass hybrid and switchgrass

    HALİT TUTAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiBingöl Üniversitesi

    Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAĞAN KÖKTEN

    DOÇ. DR. ÖMER EREN

  4. Tez No

    632792

    Bir su temin sisteminin çevresel sürdürülebilirliğinin yaşam döngüsü ile değerlendirilmesi

    Evaluation of the environmental sustainability of a water supply system through life cycle

    JAWEED AHMAD HAIDERY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Mimarlıkİstanbul Aydın Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGE BAŞ

  5. Tez No

    840517

    Bir kumaş boyama tesisinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi yöntemi ile değerlendirilmesi

    Evaluation of the environmental impacts of a fabric dyeing mill with life cycle assessment

    İSLAM FURKAN HIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Çevre MühendisliğiHasan Kalyoncu Üniversitesi

    Çevre Bilimleri ve Enerji Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADEM YURTSEVER

    DOÇ. DR. AFŞIN YUSUF ÇETİNKAYA

Geri Dön