Comparison of disposal alternatives for olive mill wastewater in terms of cost

Abstract

In this study, disposal alternatives for discarding the olive-mill wastewater (OMW) problem have been compared in terms of costs.  Investigated alternatives were; process change (modification of production process from 3-phase to 2-phase), renovation of lagoons in accordance with the regulation, on-site treatment of the OMW and centralized treatment of OMW. Accordingly; for an average capacity of 2,000 tonnes/season olive mill, net present value (NPV) of total investment and 10-year operating costs were estimated as follows; -130.860 TL in the case of process modification from 3-phase to 2-phase, - 899.853 TL in the case of on-site wastewater treatment and -814.489 TL in the case of centralized wastewater treatment and -110.682 TL in the case of the renovation of the lagoons when there is no purchasing cost for the land. As a result, the most economical solution is estimated to be modification of technology from 3-phase to 2-phase and renovation of the lagoon (when there is no purchasing cost for the land). For the case of centralized treatment alternative, transportation cost was found to be significant. Threfore, centralized treatment may only be an economically viable solution, if the sector is in an organized industrial zone and the operation cost of the wastewater treatment is lower than 3 TL/m3.  In the case of process change alternative, the unit cost of pomace is found to be a significant parameter affecting the NPV. If the unit price of 2 phase pomace, which is 25-35 TL/tonne can be raised up to 50 TL/ton, while 3-phase pomace is 80 TL/tonne, the NPV value may turn to positive.  Hence, it is estimated that any subsidy that can be provided for pomace could accelerate technology transformation.

Keywords

• 2-phase production,3-phase production,removal of olive oil mill wastewater,net present value (NPV),olive mill wastewater

Zeytinyağı tesislerinde oluşan karasuyun bertaraf alternatiflerinin maliyet açısından karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, zeytinyağı işletmelerinin karasu probleminin çözülmesine yönelik bertaraf alternatifleri, maliyet açısından karşılaştırılmıştır. İncelenen alternatifler; proses değişikliği (3 fazlı üretimden 2 fazlıya geçiş), lagünlerin iyileştirilmesi, yerinde arıtma yapılması ve merkezi arıtma uygulanmasıdır. Buna göre, ortalama 2.000 ton/sezon kapasiteli bir zeytinyağı işletmesi için, yatırım ve 10 yıllık işletme maliyetleri toplamının net bugünkü değeri (NBD); proses değişikliği için ortalama -130.860 TL, yerinde arıtma için -899.853 TL, merkezi arıtma için -814.489 TL, arazi maliyetinin olmadığı durumda lagünün iyileştirilmesi için ise -110.682 TL’dir. Buna göre, zeytinyağı işletmeleri açısından en ekonomik çözüm, proses değişikliği ve işletmenin yeterli arazisinin olması durumunda lagünlerin iyileştirilmesidir. Merkezi arıtma alternatifinde, nakliye maliyeti önemli bir maliyet kalemi olarak bulunmuştur.  Ancak işletmelerin OSB’ye taşınması ve arıtma maliyetinin 3 TL/m3 altında olması durumunda, merkezi arıtma alternatifi de maliyet açısından anlamlı olabilir.  Proses değişikliği alternatifinde, maliyete etki eden en önemli etkenin pirina bedeli olduğu belirlenmiştir.  Buna göre,, 3 fazlı pirina bedeli 80 TL/ton iken, 25-35 TL/ton olan 2 fazlı pirina bedelinin, 50 TL/ton değerine çıkması durumunda, dönüşümün zeytinyağı tesislerine olan maliyetinin ortadan kalkacağı görülmüştür. Dolayısıyla, pirina üstünden sağlanacak teşvikler dönüşüme katkı sağlayabilir.

Keywords

• 2 fazlı üretim,3 fazlı üretim,karasuyun uzaklaştırılması,maliyet analizi,net bugünkü değer (NBD),karasu

References

1. Tunç, M. S., Ünlü, A., Zeytinyağı üretim atıksularının özellikleri, çevresel etkileri ve arıtım teknolojileri, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4, 2, 44-74, (2015).
2. Di Mauro, M. D., Giardina, R. C., Fava, G., Mirabella, E.F., Acquaviva, R., Renis, M., D’antona, N., Polyphenolic profile and antioxidant activity of olive mill wastewater from two sicilian olive cultivars: Cerasuola and nocellara etnea, European Food Research and Technology, 1-9, (2017).
3. Azbar, N., Bayram, A., Filibeli, A., Muezzinoglu, A., Sengul, F., Ozer, A. A review of waste management options in olive oil production, Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 34, 3, 209-247, (2004).
4. Oktav, E., Özer, A., Zeytinyağı endüstrisi atıksularının fiziksel ön arıtımı, İnşaat mühendisleri odası, Antalya Yöresinin İnşaat Mühendisliği Sorunları Kongresi, Antalya, (2005).
5. Paraskeva, P., Diamadopoulos, E., Technologies for olive mill wastewater (OMW) treatment: A review, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 81, 1475-1485, (2006).
6. Yalılı Kılıç, M., Kestioğlu, K., Kaya, G. Zeytin karasuyunun fiziko-kimyasal arıtılabilirliği. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 13, 3, 271-276, (2009).
7. Gursoy-Haksevenler, B. H., Arslan-Alaton, İ., Evidence of inert fractions in olive mill wastewater by size and structural fractionation before and after thermal acid cracking treatment, Separation and Purification Technology, 154, 176-185, (2015).
8. Garcia-Ibanez, P., Cabanillas, A., Sanchez, J. M. Gasification of leached orujillo (olive oil waste) in a pilot plant circulating fluidised bed reactor. Preliminary results. Biomass Bioenergy, 27, 183–194, (2004).

9. Rozzi, A., ve Malpei, F., Treatment and disposal of olive mill effluents, International Biodeterioration & Biodegradation, 38, 3, 135-144, (1996).
10. Papaioannou, D. A., method of processing waste gases from the drying of olive presscake. Biological Wastes, 24, 2, 137-145, (1988).
11. Rovatti, M., Bisi, M. ve Ferraiolo, G., High added value products from difficult wastes, Resources, Conservation and Recycling, 7, 4, 271–283, (1992).
12. Şevik, F., Tosun, İ., Ekinci, K., Composting of olive processing wastes and tomato stalks together with sewage sludge or dairy manure, International Journal of Environmental Science and Technology, 13, 5, 1207-1218, (2016).
13. Filya, İ., Hanoğlu, H., Canbolat, Ö., Sucu, E., Kurutulmuş pirinanın yem değeri ve kuzu besisinde kullanılma olanakları üzerinde araştırmalar, Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20, 1, 13-23. (2006).
14. Roig, A., Cayuela, M. L., Sanchez-Monedero, M. A., An overview on olive mill wastes and their valorisation methods, Waste Management, 26, 9, 960-969, (2006).
15. Cayuela, M. L., Sanchez-Monedero, M. A., Roig, A., Two-phase olive mill waste composting: Enhancement of the composting rate and compost quality by grape stalks addition, Biodegradation, 21, 3, 465-473, (2010).
16. Boğa, M., Zeytinyağı yan ürünlerinin ruminant beslemede kullanım olanakları. Türk Tarım-Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2, 3, 154–59, (2014).
17. Karaca, C., Bozoğlu, B., Polat, O., Hatay ili pirina atık miktarının ve enerji potansiyelinin haritalanması, Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 29, 2, 55-60, (2015).
18. Keleş, G., Zeytin posasının ruminantlar için besin ve besleme değeri. Türk Tarım–Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3, 10, 780-789, (2015).
19. Rincon, B., Rodriguez-Gutierrez, G., Bujalance, L., Fernandez-Bolanos, J., Borja, R., Influence of a steam-explosion pre-treatment on the methane yield and kinetics of anaerobic digestion of two-phase olive mil solid waste or alperujo, Process Safety and Environmental Protection, 102, 361–369, (2016).
20. Baysan, U., Koç, M., Kaymak-Ertekin, F., 2-fazlı zeytin pirinasının değerlendirilmesinde kurutmanın önemi, Türk Tarım–Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5, 2, 103-112, (2017).
21. Öcal, A., Zeytinyağı atıksuyu ve pirinanın bitki yetiştirilmesinde kullanım olanaklarının araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, (2005).
22. Görel, Ö., Doymaz, İ., Akgün. N. A., Zeytinyağı fabrikası atıklarının enerji amaçlı kullanım, Yenilenebilir Enerji Kaynakları Sempozyumu, İzmir, (2003).
23. Hocaoğlu S. M., Baştürk I., Haksevenler B. H., Aydöner, C., Türkiye’deki zeytinyağı işletmelerinin üretim prosesleri ve kapasite kullanımları açısından değerlendirilmesi, Türk Tarım-Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5, 7, 724-731. (2017).
24. Hocaoglu, S. M., Haksevenler, B. H., Basturk, I., Talazan, P., Aydoner, C., Assessment of technology modification for olive oil sector through mass balance: A case study for Turkey, Journal of Cleaner Production, 188, 786-795. 2018.
25. Yıldırım, R., Tunalıoğlu, R., Aydın'da karasu sorunu ve zeytinyağı işletmelerinin çözüme yönelik tercihlerinin incelenmesi, Adnan Menderes Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 13, 2, 39-48. (2016).
26. ÇŞB, Zeytinyağı tesislerinde oluşan atıksuların yönetiminde uyulması gereken teknik hususlar konulu 2015/10 sayılı Genelge, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, (2015).
27. TÜBİTAK MAM, Zeytin Sektörü Atıklarının Yönetimi, TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi, Çevre ve Temiz Üretim Enstitüsü, Kocaeli, (2015).
28. Yalılı Kılıç, M., Kaya, G., Kestioğlu, K., Kimyasal, biyolojik ve ileri arıtma yöntemleri ile zeytin karasuyunun arıtımına yönelik bir envanter çalışması. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 14, 2, 183-198, (2009).
29. Stoller, M., Azizovab, G., Mammadovac , A., Vilardia , G., Di Palmaa , L., Chianese, A., Treatment of olive oil processing wastewater by ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmosis and biofiltration. Chemical Engineering Transactions, 47, 409-414, (2016).
30. Salimi Khaligh, S., Yagci, N., Balcik, C., Ozbey, B., Keskinler, B., Olmez‐Hanci, T., Dizge, N., Orhon, D., Sozen, S., Particle size distribution analysis of chemically enhanced two‐phase membrane filtration for olive mill effluents, Journal of Chem Technol Biotechnol, 92, 4, 749–756, (2016).
31. Şengül, F., Özer, A., Çatalkaya, E.B., Oktav, E., Evcil, H., Çolak, O., Sağer, Y., Zeytinyağı üretim atıksularının özellikleri, çevresel etkileri ve arıtım: EBSO proje kapsamındaki zeytinyağı işletmeleri için durum tespiti, Karasu karakterizasyonu, karasu arıtılabilirlik çalışmaları ve sonuç raporu, İzmir, (2003).
32. Gursoy-Haksevenler, Arslan-Alaton, İ., Treatment of olive mill wastewater by chemical processes: Effect of acid cracking pretreatment. Water Science Technology, 69, 7, 1453-1461, 2014.