Life cycle assessment and analysis of heat and power production alternatives from digested sewage sludge

Abstract

Bu tez çalışmasında, atık su çamurunun ısı ve/veya güç üretimi amacıyla farklı iki teknik kullanılarak yakılması karşılaştırmalı bir Yaşam Döngü Değerlendirmesi (YDD) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, atık su çamurunu ikincil yakıt olarak kullanan akışkan yataklı bir fırın içeren Gaziantep GASKI Atık Su Çamuru Yakma Tesisi (ÇYT) ile kuramsal bir çimento fırınında yakma (ÇFY) iki farklı durum çalışması olarak ele alınmıştır. Bu çalışmada, ele alınan alternatiflerden her birinin, çevre dostu ve sürdürülebilir çamur bertaraf politikalarını belirlemek konusunda ve çevresel etki kategorileri temelinde karar alıcılara açık bir bakış açısı sunması amaçlanmaktadır. Çamur yakma tesisi küresel ısınma etki kategorisinde daha iyi bir performans sergilerken, çamurun çimento fırınında yakılması insan sağlığı bakımından daha etkin ve olumlu bir sonuç göstermektedir. Atık su çamurunun çimento fırınlarında yakılmasının, çamur besleme miktarının sınırlı olması ve atık su arıtma tesislerine uzaklığı gibi sebeplerle çamur yakma tesislerine göre dezavantajları bulunmaktadır. Bu çalışmada, yaşam döngü analizi ve değerlendirmesi yapılırken 15 farklı çevresel etki değerlendirmesi yapabilen lisanslı SimaPro IMPACT2002+ programı ve söz konusu durum çalışmaları verilerini içeren özgün veritabanları kullanılmıştır.

In this thesis, a comparative Life Cycle Assessment (LCA) method has been conducted on two different technologies for incineration of sewage sludge to produce heat and/or power. For this, Gaziantep GASKI Sewage Sludge Incineration Plant based on a fluidized bed combustor (FBC) and a hypothetical cement kiln (CK) facility using sewage sludge as a secondary fuel, were taken as two different case studies. This study aimed to show the environmental burdens of each option from different impact categories aspects, in order to give a clear perspective to decision makers for drawing an environmentally friendly and sustainable sludge disposal policy. The FBC option showed better performance in the global warming category, while another option preceded in human health category regard. CK option has several limitation conditions to compete FBC option like a limitation of sludge feed and the distance of such facility to the wastewater treatment plants. In this thesis, SimaPro IMPACT2002+ software with 15 different impact categories was used as impact assessment method, and the inventories of the systems were characterized and then normalized at the endpoint.