Determination of landfill gas by using methematical models

Abstract

2012 yılına gelindiğinde, katı Türkiye'de ve dünya'da atıkların giderimin de kullanılan en yaygın yöntem deponi sahalarında depolanmalarıdır. Gelişmiş ve uygulanan atık işlem teknikleri, kompostlama, gazifikasyon ve yakma olmak üzere 1980'li yıllardan beri gelişmiş ülkelerde kullanılmasına rağmen yaygınlaşamamışlardır. Bu tekniklerin yaygınlaşamama sebebi katı atıkların deponi sahalarında depolamanın basit ve çoğunlukla ilk yatırım maliyetlerinin ve işletme maliyetlerinin az olaması sebebi ile ekonomik olmamasıdır. Tez kapsamında adım adım evsel kaynaklı katı atıkların özellikleri, depolama teknikleri, deponi sahalarında oluşan reaksiyonların sonucunda katı atık içerisinde oluşan sızıntı suyu ve deponi gazı ve kinetikleri yer almaktadır. Bu tanımlamaların ardından deponi gazı miktarının belirlenmesi için kullanılan matematiksel modeller tanıtılmaktadır ve dört farklı modelleme de deponi gazı miktarı belirlenmesi çalışma kapsamında yer almaktadır. Örnek uygulama çalışmasında İzmir-Türkiye Harmandalı Katı Atık Depolama Sahası'nın Deponi gazı kapasitesi tespit çalışması yapılmaktadır. 90 ha Alana sahip 1992 yılından beri işletilen depolama sahası 2014 yılının sonun kadar işletileceği ön görülmektedir. Bu kapsamda İzmir İlinin katı atıklarının özelikleri dikkate alınarak model sabitleri olan k ve L0 hesaplanarak deponi gazı modellemeleri çalıştırılarak sonuçlar karşılaştırılıp tartışılmıştır. In the year of 2012, the landfilling is the most common solid waste disposal method both in the world and in Turkey. Developed and improved waste processing techniques such as composting, gasification, and incineration has started to be used after 1980s, especially in developed countries, but still not widespread. Because landfilling is the simplest and the most economically available method among the others with its low initial investment and operational costs. In the content of the thesis, as initial steps; the properties of MSW are introduced followed by the presentation of landfilling techniques, reactions occur in the waste body, and leachate production. Then, LFG generation and kinetics are given followed by LFG mathematical modeling. Four different LFG generation models are introduced in this part of the study. A case study is included to the thesis; the determination of LFG capacity of the Harmandali landfill site in Izmir-Turkey. This landfill has 90 ha of area and has been operated since 1992. The site will be closed by the end of 2014. For this purpose, the composition and characteristics of Izmir MSW is obtained, and used for the calculation of the model variables of k and L0. The studied LFG models were operated with obtained variables and the results are compared and discussed.