Su ve Çevre Teknolojileri Dergisi 139. Sayı (Şubat 2020)

Su ve Çevre Teknolojileri / Şubat 2020 53 suvecevre.com senaryo (S1) için, parçacıkların üretilmesi için ham madde üretilmesi etkinin yarısından fazlası olarak kabul edilmiştir. Ham madde üretimi içinde, özel olarak bir ham malzeme (tetrahidrofuran (THF)) olarak tüm hammaddelerden gelen etkinin %85’inden fazla etki yaparak önemli derecede etki yaptığını göstermiştir. Parçacıkların üretim sürecinin etkisi %29 ile ikinci en fazla etkiyi yapmakta onu toplam iklim değişikliği üzerine yaptığı %16’ya karşılık gelen katkısı ile ayırma süreci izlemektedir. Parçacıkların geri kazanılma oranlarının sistemin top- lam çevresel etkisine nasıl tesir ettiklerini analiz etmek için, üç ilave geri kazanım senaryosu incelenmiştir. Tam geri kazanma senaryosu (Senaryo 1) ve hiç geri kazanmama senaryosu (Senaryo 4) yanında, ilk uygulamadan sonra par- çacıkların %89’unun kullanılabileceğini kabul eden özel bir vaka senaryosu (Senaryo 2) ve parçacıkların %38’inin tekrar kullanılabileceğini tahmin eden vaka senaryosu (Senaryo 3). Manyetik mikro parçacıkların geri kazanılma oranları için değişik senaryolara ait sonuçlar Şekil 8’de gösterilmiştir. Burada incelenen sistemin iklim değişikliği üzerine toplam etkisinin parçacıkların geri kazanılma oranlarına karşı oldukça duyarlı olduğu sonucuna varılabilir. Parçacıkların tam veya hiç geri kazanımlı olduğu sistemler için iklim değişikliği üzerine olan etki 835’den fazla farklılık gösterir. Daha düşük geri kazanım oranı olan sistem iklim değişikliği üzerine senaryo 2 için olan sistemden beş kat daha fazla etki yapar. Senaryo 2 için olan sistemin etkisi parçacıkların tam geri kazanımlı olduğu sistemden 92 kez yüksektir. Ayırma sürecinin iklim değişikliği üzerine toplam etkisinin katkısı genellikle düşük- tür; fakat daha düşük geri kazanım oranları için azalmaktadır. Geri kazanım oranındaki bir değişikliğin etkisinin ve enerji kullanımının karşılaştırılması geri kazanım oranındaki iyileş- tirmeler toplam çevresel etki üzerine düşük enerji kullanımına nazaran daha yüksek etkiye sahiptir. İlave olarak sonuçlar daha ileri iyileştirmenin daha yüksek geri kazanım oranla- rında göreceli olarak daha yüksek etki yapma potansiyeli olduğunu göstermiştir. 4. SONUÇLAR İşlevselleştirilmiş μ m-ölçüsünde manyetik parçacıklar kullanarak kirlilik yapıcı maddelerin daha iyi ve daha seçici olarak kaldırılmalarını sağlayan yeni orijinal su arıtma yön- temi sulu bir çözeltiden ağır metal iyonlarını (Çinko, Nikel) ayırmak için özel olarak ihtiyaca göre yapılmış manyetik parçacıklar geliştirilerek ve laboratuvar ölçekli uygulanarak başarıyla sergilenmiştir. Projede üretilen manyetik parçacıklar manyetik ayırma için, ilave iyileştirme yapılması mümkün olsa dahi, gayet iyi çalışmıştır. Gelecekte yapılacak büyük-ölçekli sistemlerde parçacıkların önemli bir kısmını geri kazanma imkânı ümit verici olarak gözükmektedir. Yaşam döngüsü değerlendirmesi sistemin çevre üze- rine etkisinin manyetik parçacıkların geri kazanım oranına büyük ölçüde bağlı olduğunu göstermiştir. Çevre üzerine yapılan mutlak etki üzerinde çalışılan değişik senaryolar ve farklı geri kazanma oranları arasında belirgin değişmeler göstermiştir. İncelenen sistem içinde, belli ham maddeler ve üretim süreçleri toplam çevre etkisine en önemli katkı yapanlar olarak belirlenmiştir. İmalat (ör: laboratuvar) ve ayırma (ör: mıknatıslar) için gerekli olan alt yapı analize dâhil edilmemiştir. Bu çalışmada, sadece bir başlangıç çevresel etki değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu sadece; birim olarak kg/CO 2 eşdeğeri seçilmiş "Küresel Isınma Potansiyeli-Global Warming Potential (GWP)", etki kategorisi olarak kullanılarak iklim değişikliği üzerine olan etki değerlendirmesidir. Bu çalışmanın sonuçları konseptin kanıtlanması başa- rıyla yapılmış olmasına rağmen, bu yeni ve orijinal arıtma yaklaşımın geniş ölçekli uygulanmasının yapılabilmesinden önce çözülmesi gereken birkaç yeni ve zor noktanın kaldı- ğını göstermiştir. Bu zor noktalar aşağıda özetlenmiştir ve yazarların devam etmekte olan hedefleridir: • Maliyeti ve çevreye olan etkileri azaltmak için işlevsiz- leştirilmiş parçacıkların gerçek su matrislerinden geri kazanılmalarının iyileştirilmesi. • Genel olarak çevreye olan etkinin düşürülmesi için tanecik üretimiyle alakalı bazı hammaddelerin değiştirilmesi. Bu imalat süreçlerinin uyarlanmasını da gerektirebilir. • Diğer sınırlamaları belirleyebilmek için işlemin ölçeğinin büyütülmesi. Bu kapsamda; kaynağı etkili bir ayırma süreci için parçacıkların manyetik özelliklerinin en iyi duruma getirilmesi yer almaktadır. Parçacık üzerindeki manyetik kuvvet ve dolayısıyla ayırma etkinliği gerek uygulanan manyetik alana (alan kuvveti ve gradyanı) gerekse parçacığın manyetik tepkisine bağlıdır. Özet olarak, bu makalede sunulan su arıtma konsepti çok sayıda olası teknolojik gelişmelere ve uygulama alanlarına imkân sağlayan yeni bir yaklaşım getirmektedir. Sistemin ileride yapılacak başarılı geliştirmeleri ve en iyi duruma getirilmesi sadece özel kirleticilerin kaldırılması için esnek ve ihtiyaca özel bir sistem sağlamayacak, aynı zamanda çeşitli atıksulardan özel kaynakların da geri kazanılmasını sağlayacaktır. KAYNAKLAR - Ayangbenro, A.S., Babalola, O.O., 2017. A New Strategy for Heavy Metal Polluted Environments: a Review of Microbial Biosorbents. Int.