Azot giderimli aktif çamur tesisinde enerji optimizasyonu
Energy optimization in activated sludge systems including nitrogen removal
- Tez No: 150971
- Danışmanlar: PROF.DR. RIDVAN BERBER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Domestic wastewater treatment, ASM3, nitrification and denitrification, modeling, SQP, evolutionary algorithm with constraints
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
ÖZET Doktora Tezi AZOT GlDERİMLİ AKTİF ÇAMUR SİSTEMİNDE ENERJİ OPTİMİZASYONU Şaziye BALKU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Rıdvan BERBER Aktif çamur sistemlerinde başlıca işletme gideri havalandırma ve karıştırma ekipmanının çalışması için gereksinim duyulan elektrik enerjisinden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada karbon oksidasyonu, nitrifikasyon ve denitrifikasyonun tek bir havuzda gerçekleştirildiği bir aktif çamur tesisinde, enerji tüketiminin minimizasyonunu sağlayacak optimum havalandırma profili, uygulaması kolay ve etkin dinamik optimizasyon teknikleri ile bulunmuştur. Tez kapsamında havalandırma havuzunda oluşan prosesler ile çöktürme havuzu ve çökme hızı modellerinin birbiriyle uyumu sağlanmış ve aktif çamur sisteminin dinamik benzetimi için genel bir model geliştirilmiştir. Öncelikle sistemin uygun koşullarda çalışmasını sağlamak amacıyla işüetmeye alma dönemi için benzetim çalışması yapılmış ve sistem hal değişkenlerinin başlangıç derişimleri bulunmuştur. Optimum havalandırma profilinin saptanması için oluşturulan sınırlandırmalı dinamik optimizasyon probleminin çözümünde evrimsel algoritma ve kontrol vektör parametrelemesine dayalı bir SQP algoritması kullanılmıştır. Alınan sonuçlardan optimum havalandırma profili ile çalıştırılması durumunda, sabit bir havalandırma profiline göre ???» 21.34 oranında enerji tasarrufu sağlanabileceği görülmüştür. Optimizasyon için en önemli faktörlerden birinin mevcut literatürde henüz yer almayan çözünmüş oksijen derişimine ilişkin sınırlama olduğu ortaya çıkarılmıştır. Kullanılan algoritmaların karşılaştırılması sonucunda SQP algoritmasının gerek global optimum bulunmasında gerekse bilgisayar süresi kullanımında evrimsel algoritmaya göre daha avantajlı olduğu saptanmıştır. Sonuçlar mevcut aktif çamur tesislerinde ek maliyet getirmeden azot giderimi yapılabilmesi ve enerji tasarrufu sağlanmasına, ayrıca gelecekte planlanan tesisler için yatırım ve işletme maliyetlerinin azaltılmasına katkı getirmektedir. 2004, 129 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Evsel aüksu arıtımı, AÇM3, nitrifikasyon ve denitrifikasyon, modelleme, SQP. sınırlandırmalı evrimsel algoritma.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph. D. Thesis ENERGY OPTIMIZATION IN ACTIVATED SLUDGE SYSTEMS INCLUDING NITROGEN REMOVAL Şaziye BALKU Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor : Prof. Dr. Rıdvan BERBER In activated sludge systems, the main operational cost is determined by the electrical energy consumed in the aeration and mixing devices. For an activated sludge system in which carbon removal, nitrification and denitrification are achieved in a single aeration tank, easy-to-implement dynamic optimization techniques are suggested in this work in order to find the optimal aeration schedule for minimizing energy consumption. In this scope, settling tank and settling velocity models were adopted to the model of activated sludge processes in the aeration tank, and a general model for the dynamic solution of the system was developed. Previously a dynamic simulation for the start-up period of the system was executed in order to obtain the proper operating regime, and initial concentrations of the state variables were calculated. Evolutionary algorithm and SQP algorithm based upon control vector parametrization were used for solving the constrained dynamic optimization problem with the aim to find the optimal aeration profile. Results based on simulated application of the determined optimum operation sequence showed that 21.34 % energy could be saved when compared to an arbitrary constant aeration profile. Constraint related to the dissolved oxygen concentration, which has not been present in current literature yet, was found to be one of the dominating factors for the optimization. Comparison of the algorithms releaved that SQP algorithm had some advantages over the evolutionary algorithm from the viewpoint of global optimum and computational time. The results of this study contribute to the total nitrogen removal for the existing activated sludge systems with energy savings at no investment cost and also to the reduction of the investment and operational costs for the future installations. 2004, 129 pages
Benzer Tezler
- Model based evaluation of biogas production potential of full scale wastewater treatment plant operated under low sludge retention time
Düşük çamur yaşı ile işletilen tam ölçekli arıtma tesislerinde biyogaz oluşum potansiyelinin model bazlı incelenmesi
DİLVİN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. H. GÜÇLÜ İNSEL
- Atıksu arıtma tesislerinin model desteği ile iyileştirilmesi ve optimizasyonu
Model supported rehabilitation and optimization of wastewater treatment plants
GAMZE KIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM KARAHAN ÖZGÜN
- High-rate activated sludge process for energy efficient wastewater treatment
Enerji verimli atıksu arıtımı için yüksek yüklemeli aktif çamur prosesi
HAZAL GÜLHAN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İZZET ÖZTÜRK
- Microalgal biomass and oil production using leachate
Sızıntı suyu kullanılarak mikroalg biyokütlesi ve yağ/lipid üretimi
ZAREEN TAJ KHANZADA
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ
- Havza ilçesi evsel atık su arıtma tesisinde arıtma verimliliği ve enerji ilişkisinin incelenmesi
Analysis of efficiency of wastewater treatment plant and energy relationship in Havza district
ATİLLA AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA ÇORUH