Model - based activated sludge systems analysis for carbon, nitrogen and phosphorus removal mechanisms
Aktif çamur sistemlerinde karbon, azot ve fosfor giderimi mekanizmalarının model destekli sistem analizi
- Tez No: 152271
- Danışmanlar: PROF. DR. DERİN ORHAN, PROF. DR. PETER VANROLLEGHEM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 263
Özet
AKTİF ÇAMUR SİSTEMLERİNDE KARBON, AZOT VE FOSFOR GİDERİMİ MEKANİZMALARININ MODEL DESTEKLİ ANALİZİ ÖZET Dünyadaki su kaynaklarının zamanla kirlenmesi, atıksu deşarj limitlerinin arttırılması ve atıksulardan nutrient (azot, fosfor) gideriminin gerekliliğini de beraberinde getirmiştir. Diğer nutrient giderimi alternatiflerinin yanında aktif çamur teknolojisi ekonomik olması sebebi ile dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Öngörülen deşarj limitlerinin sağlanması da bu aktif çamur sistemlerinin şartlara uygun tasarımı, işletilmesi ve/veya optimizasyonu ile yerine getirilmektedir. Aktif çamur modelleri artık aktif çamur tesislerinin tasarımı, kontrolü ve optimizasyon çalışmalarında yaygm olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu modellerin doğru ve verimli olarak kullanılabilmesi için (1) kesin model bazlı-atıksu karakterizasyonu (2) arıtma tesislerine uygun modelleme yaklaşımı ve metodolojisinin uygulanması ve bunların sonucu olarak (3) elde edilen model sonuçlarının doğru olarak yorumlanması gerekmektedir. Çalışmanın ilk aşamasında, endüstriyel ve evsel atıksulardaki hızlı ayrışan ve hidroliz olabilen organic maddelerin miktarının respirometrik ölçümlerle nonlinear yapıdaki modele bağlı çözüm yöntemi önerilmektedir. Bunun yanında ayrışma kinetiği ve aktif biyokütlenin bulunmasında karşılaşılan problemlere yer verilmiştir. Önerilen yöntemde, deneyin başlangıç koşullarının yine deneyin bilgi içeriğine etkisi optimal deney tasarımı (OED) yöntemiyle incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, Türkiye' de yaygınlık gösteren deri endüstrisi atıksuyu ve evsel nitelikli atıksular için pilot ölçekli Ardışık Kesikli Reaktörlerde (AKR), karbon, azot ve daha sonra fosfor giderimi mekanizmaları modelleme yardımı ile incelenmiştir. Azot ve fosfor giderimine etki eden faktörlerin (i.e. sıcaklık, havalandırma) nutrient giderimine etkisi araştırılarak arıtma performansı model destekli sistem analizi yardımı ile açıklanmıştır. Son aşamada, sistem analizi dikkate alınarak kalibre edilen model yardımı ile nutrient giderimi performansının artırılmasının havalandırmanın optimizasyonu ile de sağlanabileceği bulunmuştur. Çalışmanın son aşamasında, oksidasyon tipi tam ölçekli aktif çamur tesislerinde nutrient giderimi performansı modelleme çalışması ile incelenmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen 'Tam Ölçekli Arıtma Tesisleri için Model Kalibrasyon Metodolojisi' nin kısmi uygulanması ile modelin belirli zaman aralıklarında tekrar kalibre edilmesi gerektiği ortaya konmuş ve kinetik değişkenlik gösteren hidroliz prosesinin sistem verimi üzerindeki önemi vurgulanmıştır. xvm
Özet (Çeviri)
MODEL-BASED ACTIVATED SLUDGE SYSTEMS ANALYSIS FOR CARBON, NITROGEN AND PHOSPHORUS REMOVAL MECHANISMS SUMMARY Increasing pollution potential of water sources in world brings along strict discharge standards together with necessity of efficient nutrient (nitrogen and phosphorus) removal from wastewaters. Compared to other treatment alternatives, the activated sludge technology is more convenient in terms of investment and operational costs. The discharge standards imposed should only be secured by appropriate design, operation and retrofit of activated sludge plants. Activated sludge models have been widely used for the design, control and optimization of activated sludge plants operated for organic carbon and nutrient removal. However, appropriate use of those models essentially requires (1) precise influent-wastewater characterization (2) wise use of calibration methodology for activated sludge models and as a result: (3) interpretation of results obtained from modeling study. In the first part of the study, a methodology was proposed for the determination of biodegradable and hydrolyzable organic matter based on respirometric measurements. In addition, practical problems in the identification of process kinetics and active heterotrophic biomass were addressed using respirometric data. Based on proposed method, influence of initial conditions of batch experiment on the identification of model components was investigated using Optimal Experimental Design (OED) techniques. In the second part of the study, the nutrient removal mechanism was evaluated for Sequencing Batch Reactor systems treating domestic and leather tanning (common industrial branch in Turkey) wastewaters. The effect of environmental factors (i.e. temperature, aeration intensity) influencing the process performance for nutrient removal was investigated via system analysis with the aid of calibrated model. Finally, considering the reference model-based system analysis, available operation alternatives (i.e. aeration) were generated and the simulations results were evaluated in the view of simultaneous nutrient removal ability of SBRs together with robustness of system stability. Last part of the study deals with the investigation of nutrient removal performance of two oxidation type full-scale activated sludge plants. The methodology of“Full Scale Activated Sludge Model Calibration Protocol”was partially applied in this study. The recalibration of model is required due to the mismatches of model results compared to two measurement-campaign data obtained from different period of time. In addition, the discrepancy between two modeling results was explained by the change of hydrolysis process kinetics. XVll
Benzer Tezler
- Kentsel atıksu arıtma tesisi anaerobik çamur çürütücülerinin dinamik proses modelleme yaklaşımı ile analizi
Analysis with dynamic process modeling approach of anaerobic sludge digesters of the urban wastewater treatment plant
KERİM EKİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- 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
- Membran biyoreaktörün yapay sinir ağı ile modellenmesi
Modelling of membrane bioreactor using artificial neural network
BARIŞ ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Evsel atıksularda inert koi oranı ve biyolojik arıtılabilirlik üzerindeki etkileri
The Inert cod fraction and its effect on the biological treatability of domestic wastewater
HALE POYRAZ