Şanlıurfa atık su arıtma tesisinde üretilen biyogazın belirlenmesi ve kojenerasyon sisteminde enerji verimliliğinin araştırılması

Dünyadaki insan sayısında artış ile beraber aşırı tüketim meydana gelmektedir. Bu nedenle hem çevrede hem de endüstriyel atıkların artışıyla beraber bunların geri dönüşümüne çok büyük ihtiyaç duyulmaktadır. 2014 yılında Akçamescit Köyü Mevkiinde, Şanlıurfa Büyükşehir Belediyesi Su ve Kanal İdaresi (ŞUSKİ) Genel Müdürlüğü Merkez Atıksu Arıtma Tesisi (MAAT) bünyesinde, iki adet biyogaz motorlu olan kojenerasyonlu ünitesi kurulmuştur. Bu ünitenin elektrik üretiminde ve su ısıtmasında kullanımının enerji verimlilik analizi yapılmıştır. Resmi Gazetede yayınlan değerlere uygun olarak, Karakoyun Deresine akıtılan ve 113 169 m3/gün debideki atık suyun, yapılan Laboratuvar ölçümleri neticesinde BOİ5 4.85 mg/l ve KOİ 33.45 mg/l ile AKM 5 mg/l, pH 7.13 ve sıcaklık değerinin 12.89 oC olduğu tespit edilmiştir. MWM marka TCG 2016 model V tipi 16 Silindirli biyogaz motoru 1500 rpm devrinde sabit çalıştırılıp, özellikle NOx değerlerinin 500 mg/Nm3 düşük olması sağlanmıştır. 800 kW gücündeki motorun elektrik verimliliği % 41.6, Isıl verimliliği % 46.3, ve Özgül yakıt tüketimi 180 g/kWh olarak ölçülmüştür. Emisyon değerleri ise CO 13,167 ppm, CO2 % 6.214, ve fazla hava oranı () 1.68 ve EGS 405.334 oC ölçülmüştür. 2020 yılı itibariyle ortalama üç yıllık atıksu giriş debisi: 45 742 799 m3 ve Biyogaz ise 1 619 330 m3 olarak ölçülmüştür. Atıksu debisinin artmasıyla biyogazın arttığı azalmasıyla ile de azaldığı görülmektedir. Üretilen ortalama biyogaz miktarına bağlı olarak üretilen elektrik enerjisi ortalaması 3 928 567.00 kW'tır. Şebekeden çekilen ortalama elektrik enerjisi miktarı ise 2 285 969 kW'tır. 2022 yılı içerisinde en yüksek biyogaz üretimi mart ayında yapılmış ortalama Metan gazı içeriği %45.3 ve alt ısıl değeri 6 388.278 kcal/m3 olarak ölçülmüştür. Yapılan Ömür Boyu maliyet analizinde Kojenerasyon ünitesinin 12 yıl sonunda kendisini amorti edeceği ve işletme süresinin 50 yıl olarak olduğu baz alındığında 5 720 733.74 $ kar elde edeceği hem Birikimli Yatırım getirisi hem de Ömür Boyu Maliyet Analizi hesaplamaları sonuçları birbirini teyit etmektedir. ŞUSKİ Merkez Atıksu Arıtma Tesisinin hem atıksu arıtma ünitelerinin ve hem de kojenerasyon ünitesinin Termodinamik I. ve II. Kanun analizleri EES paket programı vasıtasıyla simüle edilmiştir. Atıksu Arıtma Tesisinde verim yaklaşık olarak %90 ile %99 arasında değişirken; kojenerasyon sisteminde ise verim %50-%99 arasında her bir komponenet için ayrı ayrı verimlilik göstermektedir.