KATILAŞTIRMA/KARARLILAŞTIRMA

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

2. 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

3. 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

4. Değişik endüstrilere ait atık türleri Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA

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

6. Örnek tesisler Katılaştırma/Kararlılaştırma - Kâmil B. VARINCA

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

8. 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

9. 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

10. 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

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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

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

18. 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

19. 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

20. 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

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

22. 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

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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

27. Teşekkürler Sorular?