Kentsel katı atık yakma prosesinin çevresel etkilerinin yaşam döngüsü analizi ile değerlendirilmesi
Evaluation of environmental impacts of municipal solid waste incineration process by life cycle assessment
- Tez No: 944803
- Danışmanlar: PROF. DR. GAMZE VARANK, DOÇ. DR. ALİYE SUNA ERSES YAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kentsel katı atık, yakma, çevresel etki, yaşam döngüsü analizi, Municipal solid waste, incineration, environmental impact, life cycle assessment
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 110
Özet
Dünya nüfusundaki artışla birlikte atık üretimi de önemli ölçüde artmış ve atıkların bertarafı küresel ölçekte kritik bir sorun hâline gelmiştir. Kentsel katı atıklar, toplam katı atık miktarının büyük bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu atıkların bertarafında, hacim azaltımı ve enerji üretimi avantajları sunması nedeniyle yakma tesisleri yaygın olarak tercih edilen yöntemlerden biridir. Ancak, atıkların yakılması sonucu enerji elde edilmesinin yanı sıra atmosfere salınan zararlı gazlar nedeniyle çevresel etkiler önemli bir problem olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, kentsel katı atıkların yakılması sürecinin çevresel etkileri Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD) yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Çalışmada, İstanbul ili Eyüpsultan ilçesinde bulunan bir yakma tesisine ait gerçek işletme verileri kullanılmıştır. Analizler SimaPro 9.5.0.2 yazılımı aracılığıyla gerçekleştirilmiş olup, sistem sınırları yalnızca atıkların yakılarak bertaraf edilmesi süreciyle sınırlandırılmıştır. Çevresel etkiler; küresel ısınma potansiyeli, asitleşme potansiyeli, ötrofikasyon potansiyeli, ozon tabakasının incelmesi, insan toksisitesi, ekotoksisite, fotokimyasal oksidasyon ve abiyotik kaynak tüketimi gibi kategorilerde değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarına göre, fosil yakıt tüketimi 23,29 MJ olarak hesaplanmış, küresel ısınmaya katkı değeri ise 0,996 kg CO₂ eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Tesisin sera gazı emisyonlarının nispeten kontrol altında olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, deniz suyu ekotoksisitesi kategorisinde 211.466 kg 1,4-diklorobenzen (1,4-DB) eşdeğeri gibi yüksek bir etki değeri tespit edilmiş, bu etkinin temel kaynağı olarak hidrojen florür (HF) maddesi belirlenmiştir. HF'nin aynı zamanda insan toksisitesi kategorisinde de yüksek bir etkiye sahip olduğu ve bu kategorideki değerin 17,663 kg 1,4-DB eşdeğeri olduğu saptanmıştır. Ayrıca, tesisten kaynaklanan azot oksit (NOₓ) emisyonlarının ötrofikasyon potansiyeline önemli ölçüde katkıda bulunduğu gözlemlenmiştir. Ozon tabakası incelmesi ve karasal ekotoksisite kategorilerinde ise tesisin çevresel etkileri görece düşük bulunmuştur. Normalizasyon sonuçları da karakterizasyon bulgularını desteklemiş ve deniz suyu ekotoksisitesinin diğer etki kategorilerine kıyasla daha baskın bir çevresel etki yarattığını ortaya koymuştur. Sonuçların güvenilirliğini ve tutarlılığını değerlendirmek amacıyla farklı etki değerlendirme yöntemleri (CML-IA ve ReCiPe) kullanılarak hassasiyet analizleri gerçekleştirilmiş ve genel bulguların sağlamlığı teyit edilmiştir. Etki kategorilerine katkı sağlayan süreçlerin incelenmesi sonucunda, çevresel yükün büyük bir kısmının doğrudan yakma sürecinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Yakma süreci çevre üzerinde olumsuz etkiler yaratmakla birlikte, atıktan üretilen elektrik enerjisinin çevresel etkileri azaltıcı bir rol üstlendiği sonucuna ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
The rapid growth of the global population has led to a parallel increase in waste generation, positioning waste management as a critical global challenge. Municipal solid waste (MSW) constitutes a significant proportion of overall solid waste production. Among the various disposal methods, incineration facilities are widely preferred due to their effectiveness in reducing waste volume and simultaneously generating electrical energy. However, beyond the advantage of energy recovery, the environmental impacts arising from the emission of harmful gases during the incineration process have become a major concern. Within the scope of this thesis, the environmental impacts associated with the incineration of municipal solid waste were evaluated using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. The study utilized data obtained from a waste-to-energy incineration facility located in the Eyüpsultan district of Istanbul, Türkiye. The analysis was conducted using the SimaPro 9.5.0.2 software, with the system boundaries defined to include only the disposal phase through incineration. Environmental impacts were assessed across several categories, including global warming potential, acidification potential, eutrophication potential, ozone depletion potential, human toxicity potential, ecotoxicity potential, photochemical oxidant formation, and abiotic resource depletion. The results revealed a fossil fuel consumption of 23.29 MJ and a contribution to global warming of 0.996 kg CO₂ equivalents. It was determined that the facility's greenhouse gas emissions are relatively well controlled. However, the marine aquatic ecotoxicity impact, recorded at 211,466 kg 1,4-dichlorobenzene (1,4-DB) equivalents, was found to be significantly high, primarily attributed to emissions of hydrogen fluoride (HF). Furthermore, HF was identified as a major contributor to human toxicity, with an impact value of 17.663 kg 1,4-DB equivalents. Additionally, nitrogen oxide (NOₓ) emissions from the facility were observed to contribute substantially to eutrophication potential. In contrast, contributions to ozone layer depletion and terrestrial ecotoxicity were found to be relatively low. The normalization results supported the characterization findings, indicating that marine aquatic ecotoxicity exhibited the highest environmental impact compared to other categories. To verify the reliability and consistency of the results, sensitivity analyses were conducted by applying two different impact assessment methods (CML-IA and ReCiPe). The analyses confirmed the robustness of the general findings. Process contribution analysis indicated that the incineration phase itself was the dominant source of environmental burden across most impact categories. Although the incineration process exerts adverse effects on the environment, the generation of electricity was found to play a mitigating role by offsetting some of these impacts through the substitution of conventional fossil fuel-based energy production.
Benzer Tezler
- Organik atıklardan sürdürülebilir enerji geri kazanımı: Biyolojik ve termal geri kazanım proseslerinin analizi
Sustainable energy recovery from organic wastes: Analysis of biochemical and thermal processes
HASAN SUPHİ ALTAN
Doktora
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVAL SÖZEN
- Katı atık bertaraf tesislerinde organik atıklardan açığa çıkan depo gazı ile enerji elde edilmesi
Organic waste solid waste disposal facility released from the gaz tank with obtaining energy
AHMET IŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ KAYA
- Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi
Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant
KERİM EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Determination of gasification potential of municipal treatment plant sludge
Kentsel nitelikli arıtma çamurlarının gazlaştırma potansiyelinin belirlenmesi
ALİM GÜRGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİZE AYOL
- 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