Samsun Kentsel Katı Atıklarının Kompostlaştırılmasında Genleştirilmiş Perlit ve Doğal Zeolitin Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

SAMSUN KENTSEL KATI ATIKLARININ KOMPOSTLAŞTTRILMASIND A GENLEŞTİRİLMİŞ PERLİT VE DOĞAL ZEOLİTİN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET Organik katı atıkların kompostiaştırılması pH, sıcaklık, nem içeriği, tuz içeriği, amonyak, C/N oram ve ağır metal gibi birçok faktörün etkisindedir. Bu faktörler arasında amonyak ve nem içeriği çok önemli parametrelerdir. Yapılan çalışmalar, yüksek amonyak konsantrasyonunun büyük ölçüde azot kaybına ve koku problemine neden olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, amonyak bitkiler için azot kaynağı olmasına rağmen, yüksek konsantrasyonlarda toksik etki yapmaktadır. Kompostlanan organik maddenin yüksek nem içeriği, oksijen difüzyonunu azaltmakta ve anaerobik şartlara yol açmaktadır. Doğal zeolit mineralleri, özellikle Klinoptilolit, iyon değiştirme kapasitesinden dolayı sulu çözeltilerden amonyağı uzaklaştırabilmektedir. Genleştirilmiş perlit ise kimyasal olarak nötr ve poröz bir materyaldir. Havalandırma ve su tutma kapasitesi nedeniyle ortamın fiziksel özelliklerini geliştirir. Bu çalışmada, organik kentsel katı atıkların kompostlaştırılmasında, genleştirilmiş perlit ve doğal zeolit ilavesinin etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Araştırmada Samsun il merkezi kentsel katı arıklan kullanılmıştır. Kompostlaştırma prosesleri, laboratuarda 125 L kapasiteli 10 kapalı reaktörde geı^kleştirilmiştir. Ük aşamada, parçalamanın rolü incelenmiştir. Katı atıklar, parçalanarak ve parçalanmadan reaktörlere yerleştirilmiş ve her iki reaktör için sıcaklık, pH, nem içeriği, tuz içeriği, toplam Kjeldahl azotu, amonyak azotu, nitrat azotu, toplam karbon içeriği, toplam fosfor, C/N oram, C/P oram ve baza metaller analiz edilmiştir. Parçalamanın, organik atıkların ayrışmasını arttırdığı görülmüştür. İkinci aşamada, üç reaktöre farklı havalandırma oranları uygulanmışlar. 0.4 m3/dak./m3 havalandırma oranının en uygun olduğu gözlenmiştir. Son aşamada ise, kentsel katı atıkların organik fraksiyonuna hacimsel olarak %5 perlit, %5 zeolit, %10 perlit, %10 zeolit, %5 perlit-%5zeolit ve %10Ill perlit-%10 zeolit ilave edilmiştir. Periyodik olarak elde edilen bulgular, katkısız atık içeren prosesle karşılaştınlmıştır. Çalışmanın sonuçlan, Samsun il merkezinden toplanan kentsel katı atıkların, %75-80'e varan yüksek nem içeriği nedeniyle doğal şartlarda kompostlaştırılamayacağım göstermiştir. Çalışmada, yüksek nem içeriği ve amonyak üretimini engellemek için, yüksek silika içeren Heulendite grubu zeolit olan Klinoptilolit ve genleştirilmiş perlit kullanılmıştır. Genleştirilmiş perlit ve doğal zeolit mineralleri, Samsun kentsel katı atıklarının organik kısmından kompost üretimi için uygun şartlan sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Kenstsel katı atık, kompostlaştırma, zeolit, perlit, parçalama, havalandırma.

IV THE EFFECTS OF EXPANDED PERLİTE AND NATURAL ZEOLITE ON THE COMPOSTING PROCESS OF MUNICIPAL SOLID WASTES OF SAMSUN ABSTRACT The composting of organic solid wastes are affected by several factor such as pH, temperature, moisture content, salinity, ammonia, C/N ratio and heavy metals. Among these factors ammonia and moisture content are most important parameters. Experiments showed that high concentrations of ammonia cause important nitrogen losses and odour problems. Also, although ammonia is a source of plant nitrogen, high concentrations are phytotoxic. High moisture content of organic matter which is composted reduce oxygen penetration and result anaerobic conditions. Because of the ion exchange capacity, natural zeolite minerals, particularly Clinoptilolite, have capacity to remove ammonia from aqueous solutions. Expanded perlite is chemically neutral material with high porosity. It improves the physical properties in order to has a better aeration and water-holding capacity. The aim of this study is to investigate the effects of expanded perlite and and natural zeolite addition to the organic fraction of municipal solid waste for composting process. The investigation was executed on the municipal solid waste of the city center of Samsun. The composting processes were carried out in the laboratory on 10 in- vessel 125 L reactors. In the first stage, role of size reduction of municipal solid wastes was examined. Solid wastes were put into reactor by size reduction and also put into other reactor by without size reduction. For two reactors, parameters of temperature, pH, moisture content, salinity, total Kjeldahl nitrogen, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen, total carbon content, total phosphorous, C/N and C/P ratios and some metals were analyzed. It was seen that size reduction of the wastes was speed up the biodegredation. In the second stage, different aeration ratios to composting system were applied to three reactors. It was observed that aeration rate of 0.4 m3/dak./m3 was the most appropriate. The last stage, 5% perlite, 5% zeolite, 10% perlite, 10% zeolite, 5% perlite and 5% zeolite, 10% perlite and 10% perlite were added to municipal solid waste asvolume:volume. Periodic variations obtained these applications were compared to natural process. The results of this research clearly showed that the organic debris of the municipal solid waste collected from the city center of Samsun could not be composted in natural conditions due to very high moisture content of the waste up to 75-80%. To avoid ammonia production and high moisture content, clinoptilolite which is high silica rich variety of Heulendite group zeolites and expanded perlite was used in mis study. The mixture of expanded perlite and natural zeolite minerals could set convenient conditions for compost production from the organic debris of Samsun municipal solid wastes. Key Words: Municipal solid waste, composting, zeolite, perlite, aeration, breaking.