Deniz suyu desalinasyon tesislerinde yaşam döngüsü analizi uygulaması
Application of life cycle assessment in seawater desalination plants
- Tez No: 958337
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN KAYA, PROF. DR. İLDA VERGİLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, Marmara Bölgesi'ndeki bir deniz suyu ters osmoz (TO) desalinasyon tesisinin ürettiği 1 m³ arıtılmış deniz suyunun çevresel etkileri kapıdan kapıya yaklaşımıyla Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) metoduyla ortaya konmuş ve değerlendirilmiştir. Fonksiyonel birim olarak 1 m³ arıtılmış deniz suyu seçilmiştir ve sistem sınırı; ham deniz suyunun temini ile başlayıp ham deniz suyunun arıtım süreçleri ile ardından şebekeye dağıtımı ve son kullanıcıya ulaşması aşamalarını kapsamaktadır. Tesis verileri ile gerçekleştirilen YDA uygulaması dışında tesisinin su alma yapısına yakın noktadan alınan ham deniz suyu örneği laboratuvar ortamında analiz edilerek suyun karakteristiği belirlenmiştir. Suyun arıtılabilirliğini değerlendirmek amacıyla hem ters osmoz (TO) hem de nanofiltrasyon (NF) membranlarıyla arıtabilirlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen deneysel veriler, ticari bir proses tasarım yazılımı ile modellenmiştir ve deney sistemine ait yaşam döngüsü envanteri (YDE) oluşturulmuştur. Oluşturulan bu envanter, ReCiPe 2016 metodu ile YDA'ya tabi tutulmuş; elde edilen çevresel etki sonuçları, gerçek tesis verileri ile karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Analizler SimaPro 9.1.1.7 Educational sürümünde ReCiPe 2016 hesaplama metodu ile gerçekleştirilmiş; orta nokta kategorileri olarak; Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), Stratosferik Ozon Tüketimi Potansiyeli (SOTP), İyonlaşmış Radyasyon Potansiyeli (İRP), Ozon Oluşumu Potansiyeli, İnsan Sağlığı, (OOP, İS) Ozon Oluşumu Potansiyeli, Karasal Ekosistemler (OOP, KE), Karasal Asidifikasyon Potansiyeli (KAP), İnce Partikül Madde Oluşumu Potansiyeli (İPMOP), Tatlı Su Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (TSSÖP), Deniz Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (DSÖP), Kara Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (KCEP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TSCEP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCEP), Toksisite–İnsan Sağlığı (T İS (Kanser) / T İS (Kanser Dışı)), Arazi Kullanımı (AK), Mineral Kaynak Kıtlığı (MKK), Fosil Kaynak Kıtlığı (FKK) ve Su Tüketimi (ST); son nokta kategorileri olarak da İnsan Sağlığı, Ekosistem ve Kaynaklar ele alınmıştır. Hassasiyet analizleri için IMPACT 2002+ ve CML IA Baseline metodları, belirsizlik değerlendirmesi için ise Monte Carlo simülasyonu uygulanmıştır. Sonuçlar, tüm etki kategorilerinde enerji tüketimi nedeniyle TO prosesinin baskın katkı kaynağı olduğunu göstermiştir. Bu nedenle tesisin çevresel etkilerininin iyileştirilmesinde yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji karışımları içeren iki alternatif senaryo modellenmiş; yenilenebilir kaynak kullanımının etki düzeylerinde ciddi azalmalar sağladığı, bu nedenle yüksek enerji gereksinimi kaynaklı emisyonların önüne geçmek için tesiste yenilenebilir enerjiye geçişin kaçınılmaz olduğu matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, desalinasyon ile içme suyu üretiminde çevresel etkilerin azaltılması için enerji yoğun proseslerin enerji verimliliğinin artırılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin hızlandırılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the environmental impacts of 1 m3 treated seawater produced by a seawater reverse osmosis (RO) desalination plant in Marmara Region were revealed and evaluated using Life Cycle Analysis (LCA) method with a door-to-door approach. 1 m3 treated seawater has been selected as the functional unit and system boundary includes the supply of raw seawater, treatment of seawater, distribution to the network and supply to the end user. In addition to the LCA application performed with the plant data, a raw seawater sample taken from a point close to the water intake structure of the treatment plant was analyzed in a laboratory to determine the characteristics of the water. In order to evaluate the treatibility of the water, treatibility studies were carried out with both reverse osmosis (RO) and nanofiltration (NF) membranes. The experimental data obtained from these studies were modeled with a commercial process design software and a life cycle inventory (LCI) of the experimental system was created. This inventory was modeled in SimaPro and analyzed with the ReCiPe 2016 method. The environmental impact results obtained were evaluated by comparing with the real plant data. Analyses were performed with ReCiPe2016 method in SimaPro9.1.1.7 Educational version; as midpoint categories; Global Warming Potential (GWP), Ozone Formation, Human Health (OF, HH), Ozone Formation, Terrestrial Ecosystems (OF, TE), Terrestrial Acidification Potential (TAP), Fine Particulate Matter Formation Potential (FPMFP), Freshwater Eutrophication Potential (FEP), Marine Eutrophication Potential (MEP), Terrestrial Ecotoxicity Potential (TEP), Freshwater Ecotoxicity Potential (FEP), Marine Ecotoxicity Potential (MEP), Human Carcinogenic Toxicity (HCT), Human Non-Carcinogenic Toxicity (HN-CT), Land Use (LU), Mineral Resource Scarcity (MRS), Fossil Resource Scarcity (FRS), Water Consumption (WT); Human Health, Ecosystems and Resources were considered as endpoint categories. IMPACT2002+ and CML IA Baseline methods were applied for sensitivity analysis, and Monte Carlo simulation was applied for uncertainty analysis. The results showed that the RO process was the dominant contributor in all impact categories due to energy consumption. In order to improve the environmental impacts of the plant, two alternative scenarios with renewable and non-renewable energy were modeled; it was mathematically proven that the use of renewable resources provides significant reductions in impact levels, and therefore, in order to prevent emissions caused by high energy requirements, the transition to renewable energy in the plant is inevitable. As a result, it is recommended to increase the energy efficiency of energy-intensive processes and accelerate the transition to renewable energy sources in order to reduce environmental impacts in drinking water production by desalination.
Benzer Tezler
- Karıştırıcılar ve karıştırma kabındaki akım olaylarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
NADİR İLTEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ÖMER SAMİH MERTBAŞ
- Tekstil boyamacılığında atık flottede boyama imkanları üzerine araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET YAKARTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KERİM DURAN
- Farklı sıcaklıklarda depolanan yumurtaların mikrobiyolojik bozulması ve salmonellanın kabuktan geçme süresi
Başlık çevirisi yok
GÜNNUR TUNÇEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DENİZ GÖKTAN