KATILAŞTIRMA/KARARLILAŞTIRMA Kâmil B. VARINCA Yıldız Teknik Üniversitesi Çevre Mühendisliği Bölümü Tehlikeli Atık ve Madde Yönetimi Dersi

Katılaştırma Genel anlamda, atığın içerisindeki suyun da kullanılarak çeşitli kimyasallarla katı forma dönüştürülmesine katılaştırma denir. Katılaştırma sistemleri, atığı uçuculuk, sızma veya dökülme açısından zararları azaltılmış katı hale dönüştürmeye çalışır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Kararlılaştırma Bir maddeyi kimyasal olarak durağan hale getirme, kararlılaştırma işlemi olarak tanımlanır. Atığın reaktifliğinin, çözünürlüğünün, hareketliliğinin ve diğer özelliklerinin kontrol altına alınarak zararsız hale getirilmesi de kararlılaştırmadır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Değişik endüstrilere ait atık türleri Elektrokaplama Kaplama atıkları Ergitme Çamur Ni, Cd batari üretimi Üretim çamuru Deri Tabakhane atık suyu Elektronik Asit solüsyonları Petrokimya Proses çamuru Metalurji Maden ocağı çamuru Boya fabrikaları Boya sıvıları Kimya Çıkış arıtma çamurları Gaz saflaştırma Sülfür artıkları Enerji santralleri Boru temizleme çamurları, uçucu küller Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Katılaşmanın gelişim aşamaları Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Örnek tesisler Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Arazide K/K uygulaması Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Mikrokapsülleme ve atık bağlama Reaktiflerle kimyasal olarak yeteri kadar tepkimeye girmeyen katılaştırılmış bir matris içerisinde mekanik olarak kilitlenmesi olayı mikrokapsülleme olarak adlandırılır. Stabilizasyon-katılaştırma yöntemlerinden biri uygulanmış atığa “tespit edilmiş atık” denir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

K/K uygulamalarında amaç Atığın taşınma ve fiziksel karakteristiklerinin düzeltilmesi, Atık kütlesinin hacminin azaltılması, Taşınabilirliğinin kolaylaşması Yüksek pH’da atıklardaki zararlı bileşenlerin çözünürlüklerinin sınırlandırılmasıdır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Katılaştırmanın faydaları Sulu atıklarının suyunun alınmasına gerek kalmadan bu suyun katılaştırma işleminde kullanılıyor olması, Bu sayede ince partiküllerin çevreye yayılma riski ortadan kalkar. Zararlı bileşenlerin uzun yıllarca (milyon yıldan daha fazla bir süre boyunca) bir kaynakta katı bir kütle içerisine hapsedilmiş olması, Uygulama kolaylığı, mevcut imkanlarla uygulama imkanı, Maliyetinin uygunluğu, Birçok zararlı bileşenin stabil hale gelmesini sağlaması. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Katılaştırma ve stabilizasyon yöntemleri Tutulma (sorption) Kireç-uçucu kül-puzolan prosesleri Puzolan-portland çimento sistemleri Termoplastik mikrokapsülasyon Makrokapsülasyon Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Tutulma (Sorption) Varolan bir sıvının bir katı ilavesiyle emdirilmesini içerir ve ürün olarak da toprak şeklinde bir malzeme açığa çıkar. Tutulumun ana kullanım amacı serbest suyun ortamdan uzaklaştırılmasıdır. Reaksiyona girmeyen ve biyolojik olarak çözünemeyen malzemeler tutulum için uygun malzemelerdir. Aktif karbon, susuz sodyum silikat, çeşitli alçıtaşı formları, kil, genişletilmiş mika ve zeolitler tipik örneklerdir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Kireç-uçucu kül-puzolan prosesleri Kireç-uçucu kül sisteminde düşük seviyede çimentolaşmayı sağlamak için uçucu külde ince parçalı, kristalleşmemiş silika, kireçte ise kalsiyum kullanılır. Atık puzolan beton matris içine hapsedilerek kontrol altına alınır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Puzolan-portland çimento sistemleri Güçlü bir atık/beton karışımını sağlamak için portland çimento, uçucu kül veya diğer puzolan malzemeler kullanılır. Atığın kontrol altında tutulması beton matris içerisinde mikrokapsülleme yoluyla gerçekleştirilir. Sertleşmeyi hızlandırmak için çözünebilen silikat ilave edilebilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Termoplastik mikrokapsülasyon İnce partiküler haldeki atığın eritilmiş asfalt veya diğer matrisle karıştırılmasıdır. Atıklarda bulunan su uçucu fazlar ortamdan giderilir ve atıklar soğutulur. Bu sayede sertleştirilmiş asfalt kütlesi içinde atık izole edilmiş olur. Oluşan bu malzeme bir konteynerde veya konteyner dışında saklanabilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Makrokapsülasyon Geniş kütlelerdeki atığın bazı örtü malzemesi çeşitleriyle kontrol altına alınması yöntemidir. En başarılı araştırma sistemlerinde 208 L’lik bir varil kullanılmakta veya katılaştırılmış atıklardan oluşan monolitik bloğun üzeri polietilen kaplamayla kaplanmaktadır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Katılaştırma reaktifleri Çimentolar Termoplastik organik maddeler Termosetting organik maddeler Cam Seramik, vitrifikasyon malzemeleri Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Katılaştırmada ön arıtım Stabilizasyon ve tutulma prosesleriyle örtüşen ön arıtım sistemleri artık malzemenin stabilizasyonu ve katılaştırılmasında en iyi ve ekonomik kontrolü elde etmek için kullanılabilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Ön arıtımın amaçları Katılaştırma reaktifleriyle reaksiyona girebilen malzemelerin giderimi, Katılaştırma reaktifi olan kireç veya portland çimentoyla reaksiyona girebilen asitler veya oksidantların giderilmesi Katılaştırılacak atığın hacminin azaltılması, Çöktürme ve susuzlaştırma gibi proseslerin kullanımı Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Ön arıtımın amaçları Çözelti içerisindeki zehirli maddelerin katı içerisine alınması için ilave edilen katı fazlardaki özel atık bileşenlerinin kimyasal bağlanmasının sağlanması, Atığın işlendiği çapın azaltılması. Örneğin atığın homojen hale getirilmesiyle büyük atık hacimlerinde değişiklik yapılmadan basit bir katılaştırma sisteminin kullanılması mümkün olabilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Ön arıtım teknikleri Nötralizasyon Oksidasyon-redüksiyon Kimyasal bağlama Susuzlaştırma Atığa atık karıştırma Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Nötralizasyon Birçok bağlayıcı sistem yaklaşık olarak nötral atıklarla birlikte iyi işletilebilmektedir. Yine de çözünürlüğün minimize edilmesi gerekli durumlarda atıkların alkali olması istenir. Metal içeriğine bağlı olarak en uygun pH aralığı, takip eden susuzlaştırma ile deşarj suyunun daha az arıtılmaya ihtiyaç duyması avantajını sunan 9,5 ila 11 arasıdır. Nötralizasyonda reaktif olarak sodyum hidroksit, kalsiyum hidroksit veya kalsiyum karbonat kullanılabilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Oksidayon-redüksiyon Bazı durumlarda toksik bileşenlerin en çok çözünmeyen formları belirli oksidasyon- redüksiyon durumlarına bağlıdır. Zararlı maddelerin kararlı, çözünmeyen forma dönüşmesi için oksidasyonu veya redüksiyonunda hipoklorit, klorit, peroksit, sülfitler, demir tuzları, sülfür dioksit gazları kullanılabilir. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Kimyasal bağlama Spesifik atık bileşenlerinin kimyasal tutulması veya reaksiyona sokulması ve bağlanması için bazı katı kimyasal reaktiflerin kullanımını içerir. Amaç; serbest suyu emmek ve iyonları çözeltiden çekmektir. Aktif kimyasal adsorbantlar, özel killer, iyon değiştirme reçineleri, doğal ve suni zeolitler, silika jeli, ince bölünmüş metal hidroksitleri kimyasal yumaklaştırma reaktifi olarak kullanılabilirler. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Susuzlaştırma Atıkların susuzlaştırılması ve bu sayede hacimlerinin azalmasıyla katılaştırma işlemi çok ekonomik olabilmektedir. Susuzlaştırma ile atığın sızma kabiliyeti de azaltıldığından daha güvenilir hale getirilmesine katkı sağlanmıştır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Atığa atık karıştırma Küçük hacimlerdeki atıkların bir araya getirilerek daha ekonomik bir şekilde giderim yapılmasında kullanılır. Birbirini etkisiz hale getirecek farklı atık türlerinin bir araya getirilmesiyle de ek arıtım maliyetinden kazanç sağlanmış olur. Homojenliğin ve diğer atık özelliklerinin iyileştirilmesinde de kullanılır. Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA 08.04.2008

Teşekkürler Sorular?