Bazı tarımsal atıkların kompostlaştırılmasında optimum çevresel şartların belirlenmesi

Abstract

Dünyada ve ülkemizde nüfusun artışıyla paralel olarak atık miktarları da artmaktadır. Atıkların oluşturduğu kirlilik içerisinde organik atıkların önemli bir yeri vardır. Organik atıkların büyük bir kısmını tarımsal üretim sonrasında oluşan atıklar oluşturmaktadır. Organik atıkların bertarafında depolamanın yanısıra yakma, biyogaz, piroliz ve kompostlaştırma yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden biyogaz ve kompostlaştırma yöntemleriyle hem çevreye verilen zarar en aza indirgenmekte hem de atıklardan ekonomik değeri olan ürünler elde edilebilmektedir. Kompostlaştırma organik materyalin biyokimyasal yollardan ayrıştırılması, zararlı etmenlerin etkisiz- hale getirilmesi ve humus benzeri bir ürün elde edilmesi işlemidir ve kontrollü şartlar altında aerob mikroorganizmaların organik materyali hızlı bir şekilde ayrıştırması olarak tanımlanmaktadır. Bu işlem sırasında karbondioksit, su ve ısı enerjisi açığa çıkar. Aerob ayrıştırma işlemini gerçekleştiren metabolizmaların yaşamı için oksijen temel ihtiyaçtır. Kompostlaştırma işlemi süresince oksijen desteği sağlamanın farklı yöntemleri vardır. Bunlar; karıştırma, doğal konveksiyon ve mekanik havalandırma işlemleridir. Reaktör kullanılan sistemlerde hava üflemeli veya emmeli düzeneklerle gerekli oksijen sağlanır. Bu sistemlerde en önemli problem optimum havalandırma miktarının belirlenmesidir. Reaktörler içerisine fazla hava verildiğinde havalandırma yoluyla ısı transferi artmakta ve materyal soğumaktadır. Reaktörleriçerisine gereğinden az hava verildiğinde ise içerideki oksijen oranı azalacağından anaerob şartlar oluşmaya başlamaktadır. Aerob şartların korunabilmesi için reaktörler içerisindeki havanın oksijen oranı % 5'in altına düşmemelidir. Birçok araştırmacı tarafından farklı atık gruplarının kompostlaştırılması için gerekli havalandırma miktarları hesaplanmış olmasına rağmen, havalandırma oranının deneysel olarak ta hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada bazı tarımsal atıkların kompostlaştırılması için gerekli optimum havalandırma miktarı belirlenmiştir. Tarımsal atık olarak çim, domates, patlıcan ve biber atıkları kullanılmıştır. Deneme 4 adet zorlamalı havalandırmalı ve bir adet doğal havalandırmalı reaktör içerisinde gerçekleştirilmiştir. Denemede dört ayrı havalandırma oranı uygulanmıştır (Çizelge 1). Çizelge 1. Denemede kullanılan havalandırma oranları Deneme süresince reaktörlerin üç ayrı noktasından sıcaklık, CO? ölçümleri alınmıştır. Materyallerin pH, nem oranı, organik madde oranları günlük ölçülmüştür. İşlemin gösterge değerleri ve organik maddenin toplam ayrışma oranı işlem başarısının değerlendirilmesinde kullanılmıştır (Çizelge 2). Denemede alınan veriler 3 numaralı reaktörde organik madde azalmasının (toplam ayrışma oranı) diğer havalandırma uygulamalarından daha yüksek olduğunu göstermiştir. Yapılan duncan testine göre 3 ve 4 numaralı reaktörlerdeki toplam ayrışma oranları arasında istatistiksel açıdan önemli bir farklılık görülmemiştir. Kullanılan tarımsal atıklar için en uygun havalandırma miktarı 0,4 dm3 hava.dk'1. kgokm'dir.Çizelge 2. İşlem sonrasında materyallerin toplam ayrışma oranları Yapılan modelleme çalışmalarında 7 ayrı model kullanılmıştır. Modellerden 4 tanesi çalışma kapsamında geliştirilmiştir. Modellerden elde edilen tahmini veriler ve deneysel veriler farklı istatistiksel deneme yöntemleri (RMSE,x2,EF ve R2) ile değerlendirilerek en uygun model belirlenmiştir. Yapılan istatistiksel değerlendirmeler denemede alınan veriler için çalışma kapsamında geliştirilen 5 numaralı modelin diğerlerinden daha uygun olduğunu göstermiştir.