ENDSTRYEL KRLENME KONTROL Do Dr Mahir NCE Yldz

ENDÜSTRİYEL KİRLENME KONTROLÜ Doç. Dr. Mahir İNCE Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Ekim, 2014

İçerik • • • Giriş Endüstriyel işletmelerin sınıflandırılması Endüstrilerde kullanılan temel işlem ve prosesler Kütle/enerji dengeleri ve akım şemaları Endüstriyel atık kaynak ve türleri Endüstriyel gürültülerin oluşma kaynakları Endüstriyel sıvı, gaz ve katı atıkların kontrolü Endüstriyel gürültünün kontrolü Sorular

Giriş 1995’te nüfusu 2, 8 milyar olan dünya şimdi 6 milyar nüfusa ulaşmıştır. 2025’te ise 8 milyara erişmesi beklenmektedir. 1955’te dünyanın %32’si ancak şehirlerde yaşarken, günümüzde bu oran %47 olmuştur. 2025 yılında ise %59 oranına erişmesi beklenmektedir. Bu değerler, dünyanın giderek endüstrileştiğinin bir göstergesidir. Her gün üretime dair yeni gelişmelerin olması beraberinde endüstriyel kirlenmenin de hem çeşitlenerek hem de güçlenerek büyümesine neden olmaktadır.

Endüstriyel İşletmelerin Büyüklüklerine Göre Sınıflandırılması 18/01/2001 tarih ve 24291 nolu Resmi Gazetede yayımlanan 21/11/2000 tarih ve 2000/1822 sayılı KOBİ Yatırımları Teşvikleri hakkındaki Bakanlar Kurulu kararına göre; Çalıştırdıkları işçi sayılarına göre işyerleri, ● 1 -9 işçi mikro ölçekli işletme, ciro < 1 milyon TL ● 10 -49 işçi küçük ölçekli işletme < 5 milyon TL ● 50 -250 işçi orta ölçekli işletme < 25 milyon TL İstanbul Sanayi Odasının sınıflandırmasına göre; Çalıştırdıkları işçi sayılarına göre işyerleri, ● 5 -49 işçi küçük ölçekli işletme ● 50 -250 işçi orta ölçekli işletme

Endüstrilerde Kullanılan Temel İşlem Birçok sürecin gerçekleştirilmesinde ortak olarak kullanılan ısıtma, soğutma, öğütme vb. fiziksel işlemler.

Temel İşlemler 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Akışkanların akımı Akışkanların taşınması Isı değiştirme ve iletimi Evaporasyon (Buharlaştırma) Distilasyon Kurutma Adsorpsiyon Gaz Absorpsiyonu Katıların taşınması Kırma ve öğütme Kristalizasyon Sızma ve süzme Ekstraksiyon Çok komponentli distilasyon Karıştırma Mekanik ayırma Nemlendirme

Endüstrilerde Kullanılan Temel Prosesler Endüstride gerçekleştirilen yanma, nötralizasyon, nitrolama ve ester oluşumu gibi kimyasal işlemlerdir.

Temel prosesler 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Yanma (kontrolsüz oksidasyon) Halojenasyon Sülfanosyan Oksidasyon Hidroliz Nötralizasyon Hidrojenasyon Silikat oluşumu Dehidrojenasyon Elektroliz Alkilasyon Kalsinasyon Kondensasyon 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Dehidratasyon Nitrolama Polimaerizasyon Ester oluşumu Fermentasyon Redüksiyon Kraking Aromatizasyon İzomerizasyon Alkolisiz İyon değişimi Piroliz ve kraking Karboksilosiz

Endüstrilerde en çok kullanılan doğal hammaddeler # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Hammadde Su Hava Kömür Kükürt Mineral tuz Kireç taşı Sülfür cevherleri Tuzlu sular Petrol Doğal gaz Güherçile Potasyum mineralleri Cips, alçı Kurşun cevherleri Kum Alüminyum mineralleri Krom cevherleri Rölatif sıklık 99 96 91 88 75 63 32 24 23 16 13 11 10 9 9 8 7 # 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Hammadde Demir cevherleri Fosfat kayası Deniz suyu Bakır cevherleri Flor mineralleri Arsenik mineralleri Magnezyum mineralleri Civa mineralleri Çinko cevherleri Antimon mineralleri Baryum mineralleri Bor mineralleri Manganez mineralleri Kalay cevherleri Bizmut mineralleri Gümüş cevherleri Titan cevherleri Rölatif sıklık 6 6 5 4 4 3 3 2 2 2 1 1 1

Kütle/Enerji Dengeleri ve Akım Şemaları Maddenin gerek fiziksel ve gerekse kimyasal olarak şekil değiştirmesiyle kaybolmadığı kabulüyle endüstriyel işletmelerde bir girdi/çıktı kütle dengesi kurulur. Sistemde girdi/çıktı denk olmak durumundadır. Buna “kütle dengesi” veya “kütle bilançosu” denir. Kütle dengesi hazırlarken; sistem içindeki temel işlem ve proseslere giren aktif hammadde veya temel ürün belirli bir miktarda kabul edilerek yapılabilir.

Nitrik asit kalitatif üretim akış şeması

Atık kaynaklarının gösterildiği reçine üretimi akım şeması

Endüstriyel Atıkların Kaynak ve Türleri Endüstrilerden fiziksel biçimleri itibariyle sıvı, gaz, ve katı halde atıklar oluşabilmektedir. Bu atık formları endüstri faaliyetin yürütüldüğü çeşitli noktalardaki işlere göre kirletici olarak karşımıza çıkmaktadır.

Endüstriyel Atıksu Oluşma Kaynakları • Endüstriyel üretim işlemleri • Teçhizat temizleme ve zemin temizleme suları • Su ile soğutma işleri • Sıhhi su kullanımları • Hammadde ve ürün depolama (açık) sahası • Yağmur drenaj kanalı • Hava kirliliği arıtma çalışmaları (ıslak arıtma)

Endüstriyel Atık Gaz ve Toz Oluşma Kaynakları • Normal havanın kirlenmesi için en önemli etkenlerin başında endüstriyel kirlenme gelir. • Endüstriyel tesislerde oluşan kirli hava tipleri; yanma ürünü gazları, partiküleri (toz) ve inorganik ve organik gazları içerebilmektedir.

Normal (kuru) havanın bileşimi

Tesislerde kirli havanın oluşma nedeni • Üretim faaliyetleri • Açık alanlardaki yığınlar ve depolama tankları • Kazan dairesinde ve işletmedeki yakma işlemleri

Temiz hava ve tipik kirlenmiş havadaki kirletici derişimleri

Bazı endüstriyel toz ve partiküllerin boyut dağılımı

Gaz kirleticiler ve endüstriyel kaynakları

Gaz kirleticiler ve endüstriyel kaynakları

Bazı organik gazlara ait patlama aralıkları Hava kirletici organik buhar ve gazların yanıcılıkları dışında, patlama riskleri de bulunmaktadır. Organik gaz ve buharların hava ile karışımlarında patlamanın başladığı minimum orana %LEL (Lower Explosive Limit) denilir.

Bazı genel yanıcı organik buharlara ait LEL ve UEL değerleri

Endüstriyel Katı Atık Oluşma Kaynakları Tesislerde oluşan katı atıklar fiziksel formlarına göre; katı atıklar ve çamur biçiminde ayrılırlar. Tehlikelilik durumuna göre de atıklar; tehlikeli atıklar ve tehlikeli olmayan katı atıklar biçiminde belirtilmektedir. Endüstrilerde katı atık oluşan kaynaklar aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır: • Üretim faaliyetleri (organik, inorganik veya tehlikeli özellikte) • Atıksu ve atık gaz arıtma tesisleri (arıtma çamuru ve filtre tozları) • Evsel tipteki atıkların oluştuğu işletme, mutfak ve bürolar

Endüstrilerde oluşan atık türleri

Endüstrilerde oluşan atık türleri

Endüstrilerde oluşan katı atıklara ait madde grupları bileşimleri

Endüstrilerde oluşan katı atıklara ait madde grupları bileşimleri

Bazı endüstriyel katı atıklara ait yoğunluk ve rutubet muhtevaları

Bazı endüstrilerde oluşan katı atık miktarları

Endüstriyel Gürültülerin Oluşma Kaynakları • Gürültünün yani istenmeyen sesin fiziksel büyüklüğü ses basıncı ile ifade edilir. Kaynaktan itibaren ölçülen ses basıncına Ses Basınç Seviyesi (SPL) ve kaynağın kendisine ait ses basıncına ise Ses Güç Seviyesi (SWL) denilmektedir. Ses basınçları yani gürültü d. B birimiyle gösterilir. • Endüstrilerdeki gürültü kaynakları, genel olarak açık alan ve kapalı alan gürültüleri diye ikiye ayrılabilir.

Gürültü kaynakları • Kompresör ve pompalar • Dizel yakıtlı motorlar • Elektrikli makineler • Pnömatik sistemler • Gaz türbinleri • Taşıt ve yükleme/boşaltma araçları • Vanalar ve borular

Endüstriyel Atıksuların Kontrolü

Atıksulara uygulanan arıtma işlemleri kademeleri • Ön Arıtma • Birinci kademe arıtma • İkinci kademe arıtma • Üçüncü kademe (ileri) arıtma • Dezenfeksiyon • Nihai uzaklaştırma

Atıksu arıtma kademelerinde temel arıtma işlemleri ve giderilen kirleticiler

Endüstriyel Atık Gaz ve Toz Kontrolü Endüstrilerden çok değişik inorganik ve organik gazlar atılabilmektedir. Bunlar için • Islak arıtıclar (absorpsiyon) • Kuru adsorpsiyon ortamları • Yakıcılar

Partikül gidericilerin kullanıldığı endüstriler

Partikül ve toz kontrol ekipmanlarının giderme verimleri

Endüstriyel Katı Atıkların Kontrolü Endüstriyel katı atıklar genelde geri kazanmaya uygun olan atıklardır. Geri kazanılamayan atıklar eğer tehlikeli ise gerekli fizibiliteler yapıldıktan sonra; • Yakma ve piroliz • Kimyasal ve fiziksel fiksasyon (katılaştırma) • Depolama • Kompostlaştırma • Anaerobik çürütme • Hayvan yemi olarak kullanma

Endüstriyel Gürültülerin Kontrolü Gürültü kontrolünde en etkin adım, gürültünün kaynakta kontrol altına alınmasıdır. Kaynağın gürültüsünün zararsız hale getirilmesi işi; kaynak gürültüsüne neden olan nokta veya noktaların tespiti, gürültüye neden olan sesin ve mekanik titreşimlerin analizi ile sesin/titreşimin azaltılması için gerekli düzeltmelerin yapılmasından sonra kaynağı oluşturan makinenin çevreden yalıtılması şeklinde yürütülür.

Gürültü Kontrolü • Birimler arasındaki sürekli insan trafiğinin olduğu kapılara ağır plastik şeritlerin konulması ile koruyucu bir levhanın oluşturulması • Gürültülü birimlere araç giriş/çıkışının aracı algılayınca otomatik açılan kapıların konulması • Gürültülü birimin duvar/tavan ve zeminin ses geçirimini azaltacak malzemelerle kaplanması • Gürültünün istenen düzeye düşmesi nedeniyle, alıcı ile kaynak arasına cam/plastik/metal vb. levhaların ve duvar inşası

Yararlanılan Kaynaklar • Besselievre, E. B. , Schwartz, M. , The Treatment Industrial Wastes, Mc. Graw Hill-Kogakusha, 2 nd Edition, 1976. • Gönüllü, T. , Endüstriyel kirlenme Kontrolü, Birsen yayınevi Ltd. Şti. , Cilt 1, ISBN: 975 -511 -384 -3, İstanbul, 2004. • Schnelle, K. B. Jr. , Brown, C. A. , Air Pollution Control Technology Handbook, CRC Press, 2002. • Sound Research Laboratories Ltd. , Noise Control in Industry, 3 rd Edition, E. &f: N. Spon, 1991.

Dinlediğiniz için teşekkür ederim…