Arıtma çamurlarından anaerobik çürütmeye alternatif olarak yüksek sıcaklık piroliz teknolojisi ile enerji geri kazanımı

Atıksu arıtma tesislerinde arıtılan atıksular organik madde içerikleri yüksek kirleticilerdir. Yapısındaki organik madde içeriği ile atıksu, enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Bu enerji, arıtma işlemi sırasında bir yan ürün olarak oluşan arıtma çamuruna transfer edilebilmektedir. Arıtma çamurları diğer tüm geri kazanılabilir atıklar gibi günümüzde artan enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi ile çalışan evsel atıksu arıtma tesisinden alınan % 6 nem ve % 65 organik madde içeriğine sahip arıtma çamuru, piroliz deneylerine tabi tutulmuştur. Piroliz deneyleri sırasında oluşan ürünlere (bioçar, tar ve sentetik gaz) olan etkilerinin incelenmesi açısından sıcaklık ve dönme hızı önemli parametreler olarak belirlenmiştir. Çalışma kapsamında, sekiz farklı kesikli deney yürütülmüştür. Üç farklı sıcaklık ve (450 ° C, 600 ° C ve 850 ° C) ve üç farklı dönme hızının (10 Hz, 40 Hz ve 60 Hz) sistemde kütle dengesi, sentetik gaz üretimi, enerji dengesi ve enerji geri kazanımına yönelik olarak etkileri incelenmiştir. Piroliz deneyi sonuçlarına bağlı olarak arıtma çamurlarından anaerobik çürütme yöntemi ile geri kazanılacak enerji karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Arıtma çamurundan, bioçar hariç tutulduğunda, tar ve sentetik gaz ürünleri özelinde % 59-71 oranında enerji geri kazanımı elde edilmiştir. En etkili deney koşulunun % 71'lik enerji geri kazanımı ile yüksek sıcaklık ve yüksek dönme hızı pirolizi olduğu tespit edilmiştir. Organik maddenin yüksek oranda bozunduğu ve buna bağlı olarak oluşan sentetik gaz miktarının arttığı gözlenmiştir. Arıtma çamurunun pirolizi ile üretilen sentetik gaz, kalorifik değeri 3520 kcal/m3 olan ve yaklaşık 0.5 m3 doğalgaz eşdeğeri bir yakıttır. Yüksek sıcaklık pirolizinde kg organik çamur başına 0.64 m3 sentetik gaz, 3560 kcal enerji elde edilmiştir. Anaerobik çürütme yöntemi 35 % organik madde giderimi esas alınmak suretiyle, biyogaz elde edilmesi ile ise kg organik çamur başına 2070 kcal enerjinin geri kazanılabileceği hesaplanmıştır. Gerek piroliz gerekse anaerobik çürütme prosesleri operasyonel koşulları dikkate alındığından iç enerjiye ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle her iki proseste de iç enerji ihtiyacının üretilen enerjiden sağlanacağı düşünüldüğünde net enerji üretiminin piroliz teknolojisinde 3030 kcal/kg organik çamur, anaerobik çürütme yönteminde ise 1700 kcal/kg organik çamur mesofilik ve 2600 kcal/kg organik çamur termofilik anaerobik çürüme sistemi için olacağı öngörülmektedir. Artan fosil yakıt fiyatları ve konvansiyonel çamur bertaraf yöntemlerine karşılık olarak, arıtma çamurlarından piroliz teknolojisi ile enerji geri kazanımı yenilikçi ve giderek yaygınlaşan bir yöntemdir. Konvansiyonel çamur bertaraf yöntemlerine göre çevre etkilerini minimize eden piroliz teknolojisi ile üretilen sentetik gaz elektrik ve buhar enerjisine çevrilebilmektedir.