Sıfır atık projesi kapsamında geri dönüşümlü atıkların toplanması: Kırıkkale'de heterojen çok araçlı araç rotalama uygulaması

Abstract

Nüfusun, şehirleşmenin ve sanayi tesislerinin gün geçtikçe artmasına bağlı olarak oluşan atık miktarı da dolaylı olarak artırmaktadır. Bu nedenle insan ve çevre sağlığının korunabilmesi için atık yönetimi çalışmalarının yapılması zorunlu hale gelmektedir. Atık yönetimi işlemlerinden toplama ve taşıma işlemleri araç rotalama problemlerinin bir örneğidir. Araç rotalama problemleri, araçların dağıtım/toplama işlemlerini yaparken optimum rotalamalarının tasarlanmasıdır. Çalışmada T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından başlatılan "Sıfır Atık Projesi" doğrultusunda Kırıkkale ili ve 8 ilçesindeki tüm kamu kuruluşlarından, okullardan ve alışveriş merkezlerinden yapılacak atık toplama işlemleri ele alınmıştır. Çalışmada kâğıt, cam, plastik ve metal gibi geri dönüştürülebilir atıkların toplanması problemi ele alınmaktadır. Bu atıkların toplanacağı adresler çevre il müdürlüğünden alınmış, düzenlenmiş ve haritada belirlenmiştir. Aralarındaki mesafeler belirlenerek, birbirlerine olan uzaklıklarına göre gruplandırılmıştır. Adreslerdeki kişi sayıları ve günlük kişi başı atık miktarı 1,17 kg kullanılarak her bir noktadaki oluşan atık miktarı bulunmuştur. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) ve Türkiye Değerlendirilebilir Atık Malzemeler Sanayicileri Derneği (TÜDAM) tarafından açıklanan atık ve geri dönüştürülebilir atık miktarlarına göre geri dönüştürülebilir atık oranı (%19) bulunmuştur. İkinci oran olarak Çevre ve Şehircilik Bakanlığının "Sıfır Atık" projesinde 2023 yılı için hedeflediği geri dönüşüm oranı (%35) belirlenmiştir. Ayrıca 2023 yılına gelene kadar oluşabilecek yıllık tahmini geri dönüştürülebilir atık oranları yaklaşık %5'lik artışlarla %25 ve %30 olarak belirlenmiştir. Daha sonra %19, %25 %30 ve %35 olan geri dönüştürülebilir atık oranları kullanılarak, her bir noktadaki geri dönüştürülebilir atık miktarları hesaplanmıştır. Sonraki adımda atık miktarları kullanılarak Pareto analizi yapılmış ve noktalar önem derecelerine göre gruplandırılmıştır. Pareto analizinden elde edilen verilerle haftalık yolculuk planı oluşturulmuştur. Probleme uygun olarak mesai saatlerini gözeten periyodik heterojen çok araçlı araç rotalama problemi (HÇAARP) modeli oluşturulmuştur. Ardından resmi kurumların ele alındığı Senaryo 1, resmi kurumlar ve okulların ele alındığı Senaryo 2 ve resmi kurumlar, okullar ve alışveriş merkezlerinin ele alındığı Senaryo 3'e göre problem IBM ILOG CPLEX 12.6.2.0 kullanılarak çözülmüş ve en az maliyetli atık toplama rotaları bulunmuştur.

Increasing population, urbanization and industrial facilities in the world increases the amount of waste indirectly day by day. For this reason, it is obligatory to carry out waste management studies to protect human and environmental health. Collection and transportation in waste management operations is an example of vehicle routing problems. Vehicle routing problems are the design of the optimum routing of the vehicles in the distribution/collection processes. In this study, waste collection operations from all public institutions, schools and shopping malls in Kırıkkale and its 8 districts are discussed in line with "The Zero Waste Project" initiated by The Republic of Turkey Ministry of Environment and Urbanization. In this study, the problem of collecting recyclable wastes such as paper, glass, plastic, and metal is discussed. The addresses for the collection of wastes are taken from the provincial directorate of the environment, arranged and determined on the map. The distances between them are determined and grouped according to their distance to each other. The amount of waste generated at each point is found by using the number of people in the addresses and the amount of waste per person per day (1,17 kg). The rate of recyclable waste (%19) is determined according to the amount of waste and recyclable waste announced by The Turkish Statistical Institute (TUIK) and The Turkish Association of Evaluable Waste Materials Industrialists (TUDAM). The recycling rate (35%) targeted by the Ministry of Environment and Urbanization for 2023 in the Zero Waste project is determined as the second rate. Also, the estimated annual recyclable waste rates that can occur until 2023 are determined as 25% and 30% in about 5% increments. Then, the amount of recyclable waste at each point is calculated by using recyclable waste rates of 19%, 25% 30% and 35%. At the next step, Pareto analysis is applied by using the amount of waste and the spots are grouped according to their importance. A weekly itinerary is created with the data obtained from Pareto analysis. In accordance with the problem, a periodic heterogeneous multi-vehicle VRP model is created considering the working hours. Then the problem is solved by using IBM ILOG CPLEX 12.6.2.0 and the least costly waste collection routes are found according to Scenario 1 which deals with the official institutions, Scenario 2 which deals with the official institutions and schools and Scenario 3 which deals with the official institutions, schools, and shopping malls.