BELEDİYE ATIKLARINDAN DÜZENLİ DEPOLAMA SAHALARINDA BİYOGAZ VE ENERJİ ÜRETİMİ

Yıl 2015, Cilt: 56 Sayı: 669, 58 - 69, 03.09.2015

Turgay Kankılıç Hüseyin Topal

Öz

Günümüzde temel enerji kaynaklarının ömürlerinin belirlenmesiyle enerji tasarrufu, tüm ülkelerin ortak hedefi olmuştur. Yenilenebilir enerji üzerinde yoğunlaşan yönetimler bu yönde teşviklerle çalışmalarını sürdürmektedirler. Bu çalışmadaki amaç, kentsel atıklardan enerji üretim teknolojilerinin değerlendirilmesinin bir incelenmesidir. Belediye atıklarından enerji üretmek için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu teknolojiler temelde düzenli depolama gazı üretme ve anaeorobik çürütmedir. Bu metotlar kullanılarak çöp gazı (biyogaz) üretimi yapılabilir ve en uygun yakma teknolojileri kullanılarak ısı enerjisi üretilir. Bu enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürerek elektrik enerjisi üretimi gerçekleştirilir. Bu çalışmada, dünyada depo gazı üretimi ve depo gazının kullanılmasıyla ilgili literatür çalışması yapılmıştır. Bu çalışmada, tasarlanan atık ısı kazanı ve buhar türbini ile gaz motoru milinden üretilen 2x1,2 MWe elektrik enerjisinin yanında, baca gazlarından 512 kWe elektrik enerjisi üretilebileceği belirlenmiştir. Tasarlanan sistemin elektrik verimi ise %43,1 olarak hesaplanmıştır. Ülkemizde depo gazı üretimi ve kullanımı yönünde araştırma yapılmış ve bu araştırmalar değerlendirilmiştir. Sonuçta, bu türde gaz motoru kullanan işletmelerde atık ısının elektrik üretiminde kullanılmasının avantajları ortaya çıkmıştır.

Anahtar Kelimeler

Anaeorobik çürütücü, belediye atıkları

Teşekkür

Çalışmamıza teknik destekleri için ve sisteme ait her türlü bilgiyi bize ileten Doğu Star Elektrik Üretim AŞ'ye ve çalışmamıza teorik tasarım konusunda Termoflex Program desteği veren Çalık Enerji AŞ'ye katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

PRODUCTION OF SOLID BIOGAS AND ENERGY IN SANITARY LANDFILL FROM MUNICIPAL WASTE

Öz

Energy saving by lives to determining the present primary energy resources has emerged as the common target of all countries. The government are continuing their work focuses on renewable energy, with incentives in this direction. The aim of this study is to evaluate energy generation technologies from urban waste. Several technologies are available to convert waste into energy. Basically, this methods are production of landfill gas, and anaerobic digestion. A production of solid waste gas is made with this way. Using the most suitable combustion technologies heat energy is generated. The mechanical energy conversion power generation is performed. In this study, the world is made literature relates to the use and to production of landfill gas. In this study, design of waste heat boiler was calculated 2x1.2 MWe energy with production of energy that was found 512 kWe. Design of waste heat boiler was determined electricity energy efficiency that was found % 43.1. Research conducted in our country in terms of production and utilization of landfill gas, and this research were evaluated. In conclusion, heat of waste gas should be used for the production of the electricity in energy production sectors from landfills.

Anahtar Kelimeler

Anaerobic digester, municipal waste

Kaynakça

• 1. EIA, 2009. Emissions of Greenhouse Gases in The United States, DOE/EIA-0573(2008) U.S. Department of Energy, Washington, DC 20585.
• 2. Akpınar, N., Sen, M. 2006. Türkiye 10. Enerji Kongresi Programı, 29 Kasım 2006, İstanbul.
• 3. Turna, T. 1999. Çöplük Gazlarından Elektrik ve Isı Üretiminde Gaz Motoru Teknolojisi," Sürdürülebilir Enerji Teknolojilerindeki Gelişmeler ve Türkiye'deki uygulamaları Konferansı MMO/215 Konferans Bildirileri, s 109-114.
• 4. Baysal, C. 1994. “Gaz Motorlarıyla Bileşik Elektrik Isı Üretimi,” Termodinamik Dergisi, sayı18, http://www.termodinamik.info/?pid=1038, son erişim tarihi: 19.04.2015.
• 5. Yücel, M. 1993. “Gaz Türbinlerinin Atık Gazlarından Enerji Geri Kazanımı,” Tesisat Mühendisliği Dergisi, sayı 10, http://www.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/f6d2338b2b8fce1_ek.pdf?dergi=148, son erişim tarihi: 13.04.2014.
• 6. Peterson, D. 2013. "Future World Energy Demand Driven by Trends in Developing Countries," U.S. Energy Administration, http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=14011#, son erişim tarihi: 21.10.2014.
• 7. Işık, A. 2014. “Katı Atık Bertaraf Tesislerinde Organik Atıklardan Açığa Çıkan Depo Gazı ile Enerji Elde Edilmesi,” Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, 914.1.033.
• 8. Demirel, B., Yenigün, O. 2006. “Changes in Microbial Ecology in an Anaerobic Reactor,” Bioresource Technology, vol. 97, p. 1201–1208.
• 9. Björnsson, L. 2000. “Intensification of the Biogas Process by Improved Process Monitoring and Biomass Retention,” Doctoral Dissertation, Department of Biotechnology, Lund University, Sweden.
• 10. Dewil, R., Appels, R., Baeyens, J., Degreve, J. 2007. “Peroxidation Enhances The Biogas Production in the Anaerobic Digestion of Biosolids,” Journal of Hazardous Materials, vol. 146, p. 577-581.
• 11. Solera, R., Romero, L. I., Sales, D. 2002. “The Evolution of Biomass in a Two-phase Anaerobic Treatment Process During Start-Up,” Chemical Biochemical Engineering, vol. 16, p. 25-29.
• 12. Lastella, G., Testa, C., Cornacchıa, G., Notornicola, M., Voltasıo, F., Sharma, V. K. 2002. “Anaerobic Digestion of Semi - Solid Organic Waste: Biogas Production and its Purification,” Energy Conversion and Management, vol. 43, p. 63-75.
• 13. Tchobanoglous, G., Theisen, H., Vigil, S. 1993. Integrated Solid Waste Management Engineering Principles and Management Issues, McGraw-Hill, New York.
• 14. Öztürk, İ. 2010. Katı Atık Yönetimi ve AB Uyumlu Uygulamaları, İSTAÇ AŞ., Teknik Kitaplar Serisi, İstanbul.
• 15. Vesilind, P. A., Worrell, W. A., Reinhart, D. R. 2002. Solid Waste Engineering, Brooks/Cole, Pacific Grove, USA.
• 16. Korkut, Ş. 2015. “CEV348 Anaerobik Arıtım Sistemleri Ders Notları,” Bülent Ecevit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, Zonguldak, http://cevre.beun.edu.tr/dersnotu/anaerobik/CEV348-anaerobik-aritim-sistemleri.pdf, son erişim tarihi: 13.04.2015.
• 17. Metcalf-Eddy, Inc. 2003, Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, McGraw-Hill, New York.
• 18. Van Haandel, A. C., Lettinga, G. 1994. Anaerobic Sewage Treatment, John Wiley & Sons, England, p. 226.
• 19. Vandevivere, P., De Baere, L., Verstraete, W. 2002. “Biomethanization of the Organic Fraction of Municipal Solid Wastes,” Editor: J. Mata-Alvarez, In Types of Anaerobic Digesters for Solid Wastes, IWA Publishing, Yayımlandığı Yer.
• 20. Vandevivere, P., De Baere, L., Verstraete, W. 1999. Unpublished Manuscript.
• 21. Gendebien, A., Pauwels, M., Constant, M., Willumsen, H.C., Butson, J., Fabry, R., Ferrero, G.L. and Nyns, E.J. 1991. Landfill Gas: From Environment to Energy: State of the Art and Implementation in the European Community, p. 69-76.
• 22. Genceli, O. 1985, Buhar Kazanları Konstrüksiyon ve Yardımcı Elemanları, Kipaş Dağıtımcılık, İstanbul.
• 23. Erdem, H., Sevilgen, S. H., Çetin, B., Akkaya, A. V., Dağdaş, A. 2003. Gaz Türbin Sistemlerinde Çevre Sıcaklığının Performansa Etkisi, 14. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 3-5 Eylül 2003, Isparta.
• 24. Çengel, Y., Boles, M. A. 2002. Thermodynamics An Engineering Approach. Mc Graw Hill, 4th Edition, Boston, 2002.
• 25. Güneş, S. 2009. “Atık Isıdan Faydalanma ve Özel Bir Fabrika Uygulaması,” Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, s. 77-78.
• 26. Gezer, İ. 2004.“Kojenerasyon Sistemleri ve Eskişehir’deki Üç Fabrikada Sistemin Mevcut Analizi,” Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, s. 17-20.
• 27. Kocaeli Büyükşehir Belediyesi. 1996. İZAYDAŞ, İzmit Atık ve Artıkları Arıtma Yakma ve Değerlendirme AŞ., izaydas.com.tr.
• 28. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı. 2013. Mavi Kitap, www.enerji.gov.tr, son erişim tarihi: 13.04.2015.
• 29. EÜAŞ. 2013. “Elektrik Sektörü Üretim Raporu,” www.enerji.gov.tr, son erişim tarihi: 13.04.2015.
• 30. Kaya, D., Yaşar, M., Eyidoğan, M. 2011. “Evsel Katı Atıkların Geri Kazanım ve Bertarafının Teknik ve Ekonomik Analizi,” 17. Uluslararası Enerji - Çevre Fuarı ve Konferansı, Kongrenin 15-17 Haziran 2011, İstanbul.
• 31. Aydın Belediyesi Başkanlığı Temizlik İşleri Müdürlüğü. 2015. “Katı Atık Bertaraf Tesisi,” http://www.aydin.bel.tr/temizlik.htm, son erişim tarihi: 10.04.2015.
• 32. Erdoğan, D. 2012. “Belediye Atıkları Yönetimi, Depo Gazı ve Enerji Geri Kazanımı,” Çevre ve Şehirçilik Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü.
• 33. Bodrum Belediyesi BOYAB Entegre Atık Yönetimi Projesi, http://bodrum.bel.tr/haber/torba-coplugu-dogaya-kazandiriliyor.html#. VSfbgWeKBWw, son erişim tarihi: 10.04.2015.