Deponilerde Oluşan Biyogaz - Sızıntısu ve Özellikleri
Kabaca deponi gazı %50-70 CH4 ve %30-50 CO2'den oluşur. Aşağıda araştırmalarla bulunmuş deponi sızıntı suyu ve gazı bileşenleri daha ayrıntılı olarak görülmektedir.
Tablo : Federal Almanya'da kentsel katı artık depolama tesislerinde oluşan
sızıntı sularının özellikleri (Pöppinghaus, 1987)
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Parametre Analiz Değeri
(minumum ve maksimum olarak)
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Görünüş Koyu kahve, siyaha yakın
Koku Keskin, rahatsız edici
pH 7-9
İletkenlik 2000 - 20000 mS/cm
Redoks Potansiyeli - 100 - (+ 200) mV
Buharlaşma kalıntısı 300-50000 mg/l
kül 000-20000 mg/l
KOİ 200-19000 mg/l
BOİ5 250-16000 mg/l
TOC 1800-10000 mg/l
fenol 0.0001-1.0 mg/l
Amonyum 6-2000 mg/l
Nitrat 0-50 mg/l
Klorür 100-5000 mg/l
Sülfat 50-2500 mg/l
Kalsiyum (Ca) 20-2500 mg/l
Magnezyum (Mg) 15-1200 mg/l
Sodyum (Na) 50-4000 mg/l
Mangan (Mn) 1-20 mg/l
Demir (Fe) 1-1000 mg/l
Çinko (Zn) 10-10000 mg/l
Toplam krom (Cr) 20-1900 mg/l
Bakır (Cu 10-1500 mg/l
Kurtun (Pb) 20-1000 mg/l
Arsenik (As) 0.1-1000 mg/l
Nikel 20-2000 mg/l
Kadmiyum (Cd) 1-100 mg/l
Civa (Hg) 0.2-50 mg/l
----------------------------------------------------------------------------
Sürekli bir gaz olutumu olduğunda gazlar çöp kütlesindeki ya da kum, kildeki go-zeneklerin içinde hareket eder. Deponi gazı havadan hafif olduğundan dolayı da yukarıya dogru bir çıkış görülür. En üstteki örtü tabakasının geçirimliliğine bağlı olarak genelde deponi gazının %80-90'nin atmosfere ulaştığı biliniyor. Bu dikey akım hızdan suya doygun toprak örtü tabakaları nedeniyle engellenirse gaz hareketi yatay yönde sürer. Gaz bu şekilde yatay yönde dağılması ise büyük tehli-kelere sebep olacaktır.
Deponi gazının etkileri araştırıldığında genel olarak yanıcı ve parlayıcı özel-likte olduğu bulunmuştur. Metan gazının kendisi bitkilere toksik etki olmamaları-na karşın, kök bölgesinden O2'ni uzaklaştırması ve köklerin O2'siz kalması yüzün-den gelişmelerini situmile etme gibi zararlı etkileri vardır. Metan gazının esas yarattığı tehlike deponi çevresinde hava hacminin %5-15'i bir konsantrasyona u-laşması durumunda patlamalara sebep olmasıdır.
Tablo : Berlin deponi tesislerinde 1982 ile 1983 ekim ayı ölçüm değerlerinin
karşılaştırılması
Kuyu Gaz Debisi Metan Konsantrasyonu Metan Debisi
No (Nm3/h) (Vol. ) (Nm3/h)
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
10/82 10/83 10/82 10/83 10/82 10/83
----------------------------------------------------------------------------
1 62 53 41 50 25 17
----------------------------------------------------------------------------
2 52 36 48 57 25 20
----------------------------------------------------------------------------
3 44 38 55 54 24 21
----------------------------------------------------------------------------
4 45 67 19 15 9 10
----------------------------------------------------------------------------
5 - 34 55 55 - 19
----------------------------------------------------------------------------
6 51 43 55 55 28 24
----------------------------------------------------------------------------
7 50 54 43 51 22 28
----------------------------------------------------------------------------
8 33 29 56 55 10 16
----------------------------------------------------------------------------
9 46 46 53 55 24 26
----------------------------------------------------------------------------
10 59 54 34 38 20 20
----------------------------------------------------------------------------
Toplam 442 454 44 46 195 210
Deponi gazında bulunan CO2 gazı ise atmosferin ısınmasına sebep olduğundan sera etkisi yaratacaktır. Bunun dışında içerdiği karbonmonoksit gazı nedeniyle deponi gazının zehirleyici etkiside görülmektedir.
Deponi gazının olumsuz etkilerini maddeler halinde sayacak olursak:
* Koku,
* Yanma ve patlama tehlikesi,
* Gaz migrasyonu (Gasmigration),
* Rekültivasyonda kullanılan bitkilerin zarar görmesi.
Bu gibi sorunların ortaya çıkmasını önlemek için gazın yayılmasını kontrol etmek gerekir. Kontrol bir ya da daha çok itlemlerden olutabilir.
1) Potansiyel gaz akımlarının bulunduğu bölgeye yoğun folyelerin yerleştirilmesi.
2) Daha iyi gaz toplama için çakılın kullanılması.
3) Deponi içinden gaz emilmesi.
4) Deponinin çevresinden gazın emilmesi.
Sızıntı suyunun zemine sızmasının sızdırmazlık tabakalarıyla önlenmesine benzer bir şekilde deponi gazının atmosfere ulaşmasını engellemek için geçirimsizlik ta-bakalarının oluşturulması mümkündür. Bu amaçla sentetik folyelerin, kil, beton veya asfalt kullanılabilir. Mesela kil tabakası vasıtasıyla gazın hareketi bloke edilebilir, yalnız kil tabakasının geçirimsizlik özelliği kaybetmemesi için suya doygun olmasına dikkat edilmelidir. Benzer şekilde deponi inşaati sırasında yukarıdaki malzemelerin kullanılmasıyla gaz hareketinin sınırlandırılması mümkündür.
Deponi gövdesindeki gazların toplanması ve iletimi için gazın rahatlıkla alıp toplanabileceği alanların oluşturulması gerekir. Bu işlevi yerine getirecek dre-naj sistemleri değişik biçimlerde olabilir : Örneğin Yatay Sistemler : Gazın rahatlıkla akabileceği çakıl tabakaları ya da dren boru sistemlerinden oluşur. Aşağıdaki şekillerde sadece çakıl ya da çakıl-dren borusu ile yapılabilecek drenaj alternatifleri görülmektedir.
Tablo : Gallenbach Tesisinde 1977-1980 döneminde tayin edilen sızıntı suyu ortalama bileşimleri (Defregger, 1982).
Parametre 1977 1978 1979 1980
pH 7.0 7.4 7.2 7.4
Biyokimyasal Oksijen
İhtiyacı (BOİ5,mg/l) 2720 3000 4000 4650
Kimyaysal Oksijen
İhtiyacı (KOİ, mg/l) 3000 3500 9000 12000
Toplam organik karbon
(TOK, mg/l) 1600 1900 4000 3400
Krom (Cr, mg/l) 0.4 0.7 0.5 0.2
Bakır (Cu, mg/l) 0.3 0.3 0.4 0.3
Siyanür (CN-, mg/l) - - 0.1 0.1
Nikel (Ni, mg/l) 4.1 5.2 3.6 4.4
Çinko (Zn, mg/l) 2.3 0.5 0.6 0.4
Kadmiyum (Cd, mg/l) 0.2 0.1 0.2 0.2
Demir (Fe, mg/l) 12 4 4 2.1
Kalay (Sn, mg/l) 2.3 8 44 34
Kurtun (Pb, mg/l) 0.6 1.0 1.2 1.1
Fenol (mg/l) 2.1 7.3 1.0 10
Klorür (Cl-, mg/l 15000 26000 37000 40000
Sülfat (SO4, mg/l) 2100 3400 8300 3300
Tablo : Deponi gazında bulunan bileşenler
Bileşenler Kimyasal formülü Konsantrasyon Sahası
Metan CH4 % 0-85 hacim
Karbondioksit CO2 % 0-88 hacim
Karbonmonoksit CO % 2.8 hacim
Amonyak NH3 0-0,35 ppm
Hidrojen H2 0-3,6 hacim
Oksijen O2 0-31,6 hacim
Azot N2 0-82,5 hacim
Hidrojen sülfür H2S 0-70 ppm
Etülmerkaptan C2H5SH 0-120 ppm
Asetaldehit CH3CHO 150 ppm
Bileşenler Kimyasal Formülü Konsantrasyon Sahası
Aseton C2H6CO 100 ppm
Benzal C6H6 % 0.08 hacim
Argon Ar % 0.01 hacim
Heptan C7H16 % 0.45 hacim
Nonan C10H3CH3 % 0.09 hacim
Kaynak :
Erdin, E. (1998) : Katı Atıklar Ders Notları , 1 200 Sayfa. DEÜ Mühendislik Fakültesi . İzmir.