Determination of environmental footprint of municipal wastewater treatment plants in Istanbul

Abstract

Bu çalışmada İstanbul'da yer alan Büyükçekmece İBAAT ve Çanta İBAAT'nin 4 yıllık işletme süresince oluşturdukları çevre ayak izleri hesaplanmıştır. Hesaplamalar su, enerji, karbon ve yeni önerilen deşarj ayak izi göstergeleri olarak ayrı ayrı yapılmış, sonrasında çevre ayak izi göstergesinde derlenmiştir. Büyükçekmece İBAAT'nin su ayak izine en yüksek etki %97 oranla gri su ayak izinden gelmiştir. Hesaplamalara göre tesisin toplam enerji ayak izi 0,425 kWh/m3 çıkmıştır. Karbon ayak izinin %85'i elektrik tüketiminden kaynaklanmıştır. Deşarj ayak izleri ise, KOİ, AKM, TN ve TP parametrelerin deşarj yüklerinin etkisi incelenmiş ve en yüksek etki TN yükünden kaynaklanmıştır. Çanta İBAAT'nin su ayak izine en yüksek etki %88 oranla gri su ayak izinden gelmiştir. Hesaplamalara göre tesisin toplam enerji ayak izi 0,677 kWh/m3 çıkmıştır. Karbon ayak izinin %89'u elektrik tüketiminden kaynaklanmıştır. Deşarj ayak izine en yüksek etki AKM parametresinden kaynaklanmıştır. Tesislerin çevresel etkilerinin değerlendirilmesi adına geri kazanım senaryoları oluşturulmuştur. NF, MBR, MBR+RO, RO, UF+RO ve SF+UV teknolojileri ile geri kazanım yapılması durumunda her bir senaryo için çevre ayak izi hesaplanmıştır. Çevresel etkilerin yanında, ekonomik, teknik ve sosyo-kültürel açıdan en uygun olan senaryonun belirlenebilmesi için AHP yaklaşımı kullanılmıştır. AHP sonuçlarına göre Büyükçekmece İBAAT ve Çanta İBAAT için en uygun geri kazanım senaryoları sırasıyla SF+UV ve NF teknolojileri olmuştur. Öncelikli olarak önerilen senaryolar tesislere göre değişiklik gösterse de RO ve MBR+RO teknolojileri mevcut arıtma sistemlerinden daha yüksek negatif sonuç vermiştir.In this study, the environmental footprints of Büyükçekmece ABWWTP and Çanta ABWWTP, which are located in Istanbul, during the 4-year operation period were calculated. Calculations were made separately as water, energy, carbon and newly proposed discharge footprint indicators, and then compiled in the environmental footprint indicator. The highest impact on the water footprint of Büyükçekmece ABWWTP came from the gray water footprint with a rate of 97%. The total energy footprint of the plant is 0.425 kWh/m3. 85% of the carbon footprint is caused by electricity consumption. As for the discharge footprints, the highest effect was caused by the TN load. The highest impact on the water footprint of Çanta ABWWTP came from the gray water footprint with a rate of 88%. According to the calculations, the total energy footprint of the plant is 0.677 kWh/m3. 89% of the carbon footprint is caused by electricity consumption in Çanta ABWWTP. The highest effect on the discharge footprint was caused by the TSS parameter. Scenarios consisting of NF, MBR, MBR+RO, RO, UF+RO and SF+UV technologies were created to calculate the environmental footprints in case of wastewater recovery from the plants. According to the AHP results applied to determine the most suitable scenario in terms of economic, technical and sociocultural aspects as well as environmental effects, the most suitable scenarios for Büyükçekmece ABWWTP and Çanta ABWWTP were SF+UV and NF technologies, respectively. On the other hand, RO and MBR+RO technologies gave higher negative results than existing treatment systems.