Katı atık depo sahalarında meteorolojik faktörlerin depo gazı oluşumu üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Abstract

Evsel nitelikli katı atıkların miktarı ekonomik gelişmişlikle her geçen gün artmaktadır. Katı atıkların bertarafında en çok tercih edilen yöntem düzenli depolama sahalarının oluşturulmasıdır. Düzenli depolama sahalarının en önemli çıktılarından biri de atıklar anaerobik ayrışması sonucu oluşan depo gazıdır. Depo gazlarının; metan, karbondioksit ve bazı eser gazlar da dahil olmak üzere, küresel iklim değişimine ve sağlık problemlerine yol açtığı bilinmektedir. Depo gazının toplanması ve değerlendirilmesi hem olumsuz sonuçların ortadan kaldırılmasına, hem de ekonomik bir kaynak elde edilmesi anlamına gelmektedir. Depo gazı miktarının, oluşum mekanizmalarının ve ısıl değere sahip olan depo gazının oluşmasına etki eden faktörlerin analiz edilmesi ile enerji dönüşüm verimliliği artırılarak çevreci bir geri dönüşüm sağlanabilir. Bu çalışmada, meteorolojik değişkenlerin depo gazı üzerindeki etkileri tam ölçekli bir sahadan alınan bir yıllık veri grupları kullanılarak incelenmiştir. Çalışma alanı, İstanbul'un Avrupa yakasındaki depolama alanı olan Odayeri düzenli depolama alanı ve Sarıyer Kireçburnu'ndaki meteoroloji istasyonunu kapsamaktadır. Çalışma, veri analizi ve tahmin modeli olmak üzere iki aşamada yapılmıştır. Veri analizi için SOM (Self Organizing Maps), kendinden düzenlenen haritalar, tahmin modeli için ise ANN (Artificial Neural Networks), yapay sinir ağları, algoritmaları kullanılmıştır. SOM algoritması ile oluşturulan görsel haritalarda, depo gazı verileri ile meteorolojik verilerden yağış ve sıcaklık verilerinin birçoğunun birbiriyle ilişkili olduğu görülmüştür. Yapay sinir ağları ile yapılan tahmin modeli sonuçlarına göreyse, tüm veriler kullanılarak çalıştırılan model % 64 doğrulukla, toprak ve hava sıcaklıklarının kullanıldığı modelde ise % 70 doğrulukla metan gazı oluşum yüzdesi tahmin edilebilmektedir. Diğer tahmin kombinasyonları ile yapılan tahminlerden toprak sıcaklığının depo gazını en çok etkileyen değişken olarak ortaya çıkarılmıştır. Literatürde depo gazı oluşumunu etkileyen birçok parametre daha önce yapılan çalışmalarda ortaya çıkarılmıştır. Çalışılan model ile meteorolojik faktörlerin depo gazının oluşum miktarı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Mevcut depo gazı tahmin modellerinin kullanımı, sahanın işletme şartlarına, depolanan atıkların cinsine, doğal faktörlere bağlı olarak bölgeden bölgeye farklı sonuçlar verebilmektedir. Bu durum, yüksek yatırımlı enerji tesislerinin verimliliğini ve projeksiyonunu önemli ölçüde etkilemektedir. Bu yüzden sahaya özgü birtakım girdiler göz önünde bulundurularak tahmin modellerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, meteorolojik faktörlerin depo gazı oluşumu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, meteorolojik faktörlerin depo gazı oluşumu üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Bunun yanında, enerji dönüşüm tesislerinin planlanması ve fizibilite çalışmaları kapsamında meteorolojik faktörlerin depo gazı tahmin modellerine önemli bir girdi olacağı sonucuna varılmıştır. Böylece enerji dönüşüm tesislerinin verimliliği ve projeksiyonu açısından sahaya özgü bir tahmin modelinin oluşturulmasına önemli bir katkı sağlandığı düşünülmektedir. Yapılacak olan ileri düzey çalışmalarla; depo gazı miktarı da yerinde tahmin edilebilir, oluşturulan modellerle çalışan sistemin otomasyonu oluşturulabilir, gaz bacalarındaki basınçlar çevrimiçi kontrol edilerek depo sahalarındaki enerji tesislerinin daha verimli çalışması sağlanabilir.