Deniz suyu desalinasyon tesislerinde yaşam döngüsü analizi uygulaması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ali Berkant Balkış
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Yasemin Kaya
Eş Danışman: İlda Vergili
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezde, Marmara Bölgesi'ndeki bir deniz suyu ters osmoz (TO) desalinasyon tesisinin ürettiği 1 m³ arıtılmış deniz suyunun çevresel etkileri kapıdan kapıya yaklaşımıyla Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) metoduyla ortaya konmuş ve değerlendirilmiştir. Fonksiyonel birim olarak 1 m³ arıtılmış deniz suyu seçilmiştir ve sistem sınırı; ham deniz suyunun temini ile başlayıp ham deniz suyunun arıtım süreçleri ile ardından şebekeye dağıtımı ve son kullanıcıya ulaşması aşamalarını kapsamaktadır. Tesis verileri ile gerçekleştirilen YDA uygulaması dışında tesisinin su alma yapısına yakın noktadan alınan ham deniz suyu örneği laboratuvar ortamında analiz edilerek suyun karakteristiği belirlenmiştir. Suyun arıtılabilirliğini değerlendirmek amacıyla hem ters osmoz (TO) hem de nanofiltrasyon (NF) membranlarıyla arıtabilirlik çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda elde edilen deneysel veriler, ticari bir proses tasarım yazılımı ile modellenmiştir ve deney sistemine ait yaşam döngüsü envanteri (YDE) oluşturulmuştur. Oluşturulan bu envanter, ReCiPe 2016 metodu ile YDA'ya tabi tutulmuş; elde edilen çevresel etki sonuçları, gerçek tesis verileri ile karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Analizler SimaPro 9.1.1.7 Educational sürümünde ReCiPe 2016 hesaplama metodu ile gerçekleştirilmiş; orta nokta kategorileri olarak; Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), Stratosferik Ozon Tüketimi Potansiyeli (SOTP), İyonlaşmış Radyasyon Potansiyeli (İRP), Ozon Oluşumu Potansiyeli, İnsan Sağlığı, (OOP, İS) Ozon Oluşumu Potansiyeli, Karasal Ekosistemler (OOP, KE), Karasal Asidifikasyon Potansiyeli (KAP), İnce Partikül Madde Oluşumu Potansiyeli (İPMOP), Tatlı Su Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (TSSÖP), Deniz Sucul Ötrofikasyon Potansiyeli (DSÖP), Kara Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (KCEP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TSCEP), Deniz Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (DCEP), Toksisite–İnsan Sağlığı (T İS (Kanser) / T İS (Kanser Dışı)), Arazi Kullanımı (AK), Mineral Kaynak Kıtlığı (MKK), Fosil Kaynak Kıtlığı (FKK) ve Su Tüketimi (ST); son nokta kategorileri olarak da İnsan Sağlığı, Ekosistem ve Kaynaklar ele alınmıştır. Hassasiyet analizleri için IMPACT 2002+ ve CML IA Baseline metodları, belirsizlik değerlendirmesi için ise Monte Carlo simülasyonu uygulanmıştır. Sonuçlar, tüm etki kategorilerinde enerji tüketimi nedeniyle TO prosesinin baskın katkı kaynağı olduğunu göstermiştir. Bu nedenle tesisin çevresel etkilerininin iyileştirilmesinde yenilenebilir ve yenilenemeyen enerji karışımları içeren iki alternatif senaryo modellenmiş; yenilenebilir kaynak kullanımının etki düzeylerinde ciddi azalmalar sağladığı, bu nedenle yüksek enerji gereksinimi kaynaklı emisyonların önüne geçmek için tesiste yenilenebilir enerjiye geçişin kaçınılmaz olduğu matematiksel olarak kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, desalinasyon ile içme suyu üretiminde çevresel etkilerin azaltılması için enerji yoğun proseslerin enerji verimliliğinin artırılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin hızlandırılması önerilmektedir.