Characterization and analysis of weak urban grey water
Zayıf nitelikli kentsel gri suyun karakterizasyonu ve analizi
- Tez No: 389314
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞE BİLSEN BELER BAYKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı projeksiyonlarına göre bugün yaklaşık olarak 7,5 milyar olan dünya nüfusuna, 40 sene içinde bu nüfusun yaklaşık %31'i daha eklenecek ve dünya nüfusu 10 milyar kişiye yaklaşacaktır. Nüfustaki bu artış göz önünde bulundurulduğunda, dünyanın karşı karşıya olduğu en temel sorunlardan başlıcaları doğal kaynakların yetersizliği ve artan nüfusun ihtiyaçlarını karşılamaktaki zorluklardır. Su, bu ihtiyaçların en başında gelmesine ragmen günümüzde bile 1,1 milyar insan sağlıklı içme suyu kaynaklarına ulaşamamaktadır. Sonuç olarak varolan kaynakların daha uzun süreler boyunca daha fazla insan tarafından kullanılabilmesi için kaynakların sürdürülebilir bir yaklaşımla kullanımı gün geçtikçe daha çok önem kazanmaktadır. Günümüzün en popüler su kaynaklarından biri konvansiyonel evsel atıksular olarak görülmektedir. Diğer yandan, evsel atıksuların daha verimli bir şekilde yeniden kullanılmasını öngören atıksu yönetim alternatifleri üretilmektedir. Bunlardan biri evsel atıksularda akım ayırımı uygulamasıdır. Akım ayımı genellikle gri su/siyah su olmak üzere iki ya da EcoSan akımları olarak da bilinen gri su/sarı su/kahverengi su olmak üzere üç akım oluşturulacak şekilde iki farklı yöntemle yapılabilmektedir. Bu akımlardan gri su, evsel atıksuların tuvalet atıksuları dışında kalan duş/banyo, lavabo, çamaşır makinesi, eviye ve bulaşık makinesinden gelen suların tümünün beraber ya da farklı kombinasyonlar ile toplanması ile oluşmaktadır. Her iki akım ayırımı uygulamasında da oluşan gri su miktar ve kalitesi benzer olmaktadır. Gri su, konvansiyonel evsel atıksu hacminin %75'ini oluşturmaktadır. Bunun yanında evsel atıksuya kıyasla daha az kirlilik yüküne sahip olması sebebi ile gri su değerli bir yenilenebilir su kaynağı olarak görülmektedir. Günümüzde gri su genellikle sulama amaçlı ve sifon suyu olarak kullanılmaktadır. Ancak bu değerli kaynağın ihtiyaçlar doğrultusunda arıtıldıktan sonra su çevriminin hemen hemen her noktasına döndürülmesi mümkün olarak görülmektedir. Bu da gri suyu daha da önemli bir kaynak haline getirmektedir. Gri su kendi içinde de zayıf gri su ve kuvvetli gri su olmak üzere iki farklı fraksiyona ayrılabilmektedir. Zayıf gri su duş/banyo ve lavabolardan gelen gri suların beraber toplanması ile oluşan gri sui ken, kuvvetli gri su çamaşır makinesi, eviye ve bulaşık makinesinden kaynaklanan gri suları temsil etmektedir. Zayıf nitelikli gri su kuvvetli gri suya göre daha düşük kirlilik potansiyeline sahip olup yine kuvvetli gri suya göre daha kolay arıtılabilmektedir. Bu çalışmada bir kent otelinden kaynaklanan gri suyun karakteristiklerinin, bir yıl süren devamlı ve sistematik bir izleme ile belirlenmesi hedeflenmiştir. Bunun yanı sıra mümkün oldukça, üniversite öğrencilerine hizmet vermekte olan bir yurt binasından kaynaklanan gri suyun numuneleme ve analizleri de yapılmıştır. İki çalışma alanında da gri su, duş/banyo ve lavabolardan toplanmaktadır. Bu binalarda gri su arıtımı için membrane biyoreaktörler (MBR) kullanılmakta olup, MBR çıkışındaki arıtılmış gri su kalitesi de ham gri su kalitesine paralel olacak şekilde takip edilmiştir. Takip esnasında organik madde, askıda katı madde, azot ve fosfor konsantrasyonları ölçülmüştür. Otelde, gri su döngüsündeki mikrobiyolojik kalite değişimini gözlemlemek üzere mikrobiyolojik analizler yapılmıştır. Bunun yanı sıra rezervuarı arıtılmış gri su ile doldurulan odalardan birinin sifonundan alınan numunelerle mikrobiyolojik aktivite oluşup oluşmadığı takip edilmiştir. Yurt binasında da mikrobiyolojik analizler, hem ham gri su kalitesi, hem de arıtılmış gri su kalitesinin ortaya konması için arıtma giriş ve çıkışında takip edilmiştir. Mikrobiyolojik analizler Toplam Koliform, Fekal Koliform, Escherichia Koli ve Enterokok indikatörleri ile yapılmıştır. Bunların yanı sıra, çalışma esnasında üretilen veriler, gri su arıtımında fizikokimyasal proseslerin de başarılı olabaileceği çıkarımı yapılmıştır. Bu çıkarım doğrultusunda kum filtresi ve membran filtrasyon ön çalışmaları tamamlanmıştır. Gri suyun sulama suyu olarak kullanılmasının yaygın olmasından yola çıkılarak, arıtılmış gri suyun biber fideleri üzerinde sulama suyu olarak kullanıldığı ön bitki deneyleri tamamlanmıştır. Çalışma sonucunda, toplanan gri su fraksiyonları aynı olsa da, otel ve yurt binalarındaki gri su karakteristiklerinin birbirinden farklı olduğu gözlenmiştir. Otelden toplanan gri su, üniversite öğrencileri tarafından kullanılmakta olan yurttan elde edilen gri suya göre daha az kirlilik yüküne sahiptir. Diğer yandan, takip edilen iki gri su kaynağının durumunun da zayıf nitelikli evsel atıksu kalitesinden daha iyi olduğu saptanmıştır. Otelde sene boyunca izlenen gri su kalitesinin mevsimler içindeki değişimi incelendiğinde, mevsim koşullarına bağlı olduğu gözlenen bir durumun ortaya çıkmadığı tespit edilmiştir. Bunun dışında, ham gri suyun haftanın hangi gününde daha fazla kirlilik yüküne sahip olduğuna dair bir çıkarım yapılamamıştır. İzlenen fiziksel ve kimyasal parametrelerin yanısıra, ham gri sudaki mikrobiyolojik indicator konsantrasyonları yüksek olarak bulunmuştur. Bu konsantrasyonlar zayıf ve orta kuvvetli konvansiyonel evsel atıksu kalitesi ile benzerlik gösterdiğinden gri su yönetiminde mikrobiyolojik indikatörlerin takip edilmesinin önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca gri suda mikrobiyolojik indikatörlerin takibinin de en az organik madde kadar önemli olduğu sonucuna varılmış ve gri su geri kazanımında mikrobiyolojik indikatörlerin birincil parametre olarak izlenmesi gerektiği gözlenmiştir. İzleme yapılan iki binada gri su arıtımı amacı ile kullanılan MBRların çıkış suyu kalitelerinin ortalama değerleri, dünya çapında su geri kazanımı için yayınlanmış olan su kalite standart ve kılavuzlarına uygunluk göstermektedir. Ham gri sudaki yüksek mikrobiyolojik indikatör konsantrasyonlarına rağmen, otel ve yurtta takip edilen MBR çıkışlarındaki arıtılmış gri su örneklerinde mikrobiyolojik indikatörlerden hiçbirine rastlanmamıştır. Buna göre arıtılmış gri suyun, düzgün şekilde arıtıldığı taktirde çok önemli bir su kaynağı olduğu bilgisi doğrulanmış, dünyada yayınlanmış standart ve yönergelere göre gereken hemen her alanda kullanımının uygun olduğu sonucuna varılmıştır. Gri suyun fiziksel yollarla arıtılması konusunda yapılan ön çalışmalara göre, denenen arıtma sistemlerinin performanslarının ham gri su kalitesine bağlı olarak değiştiği saptanmıştır. Kum filtresi ve membran filtrasyonda elde edilen organik madde giderim verimleri, organik maddenin hangi formda olduğunu gösteren çKOİ/KOİ ve çBOİ5/BOİ5 oranlarının düşmesi ile yükselmiştir. Bunun sebebi denenen fiziksel arıtma sistemlerinin partiküler madde tutma konusunda başarılı olması ve çKOİ/KOİ ve çBOİ5/BOİ5 oranlarındaki düşüşün organik maddenin çoğunlukla partiküler olduğunu göstermesidir. Biber fideleri üzerinde yapılan ön bitki deneylerinden elde edilen sonuçlara göre, sulama suyu olarak arıtılmış gri su kullanılmasının, en az günümüzde sulama suyu olarak kullanılmakta olan musluk suyu kadar başarılı sonuç verdiği ön bilgisine ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
World population is about 7.5 billion today and according to the estimations of UNDP, about 31% of this population will be added to existing population in less than 40 years. Inadequacy of natural sources and disability of meeting needs of rising population are two main problems that the world is already facing today. Water is one of those basic needs, however 1.1 billion people have no access to safe water at this time. As a result, sustainable use of available sources is gaining importance everyday, as sustainability will lead to ability of using the same sources for longer periods. Today, domestic wastewater is considered as one of the most popular water source after being treated properly. On the other hand, new domestic wastewater management concenpts are being proposed to be able to use domestic wastewater in the most efficient way. One of those management concenpts, segregation of domestic wastewater streams, can generally be done in two ways as two (grey water/black water) and three (grey water/yellow water/brown water) components, also known as EcoSan (Ecological Sanitation) streams. Grey water is the stream including the water generated from baths, showers, wash basins, washing machines, sinks and dish washers and other streams are generated from toilets. In both segregation applications, grey water stream will stay similar in terms of quantity and quality. Grey water itself can be segregated into two fractions as light grey water and dark grey water. Light grey water fraction refers to grey water generated from bath/shower and wash basins, while washing machine, sink and dish washer grey water are called dark grey water. Light grey water fraction has lower pollution potential and can be treated easier as compated to dark grey water. Grey water is considered as a valuable water source as it constitutes about 75% of total conventional domestic wastewater volume with lower pollution potential compared to conventional domestic wastewater volume. Due to its high volume and lower pollution potential, grey water is an attractive water source. Grey water is generally reused for irrigation and toilet flushing at this time, on the other hand it is a source that can be returned to almost any point of the water cycle after treated properly. In this study, a year-round monitoring was done to characterize raw hotel grey water countinuously and systematically. Additionally, a university student residence hall grey water was sampled and analyzed when possible. Both buildings were collecting grey water from bath/showers and wash basins. Effluents of membrane bioreactors (MBR) employed for grey water reclamation in those buildings were monitored. During analyses, organic matter, suspended solids, nitrogen and phosphorus concentrations were investigated. In hotel, microbiological analyses were carried out to observe the change in microbiological quality in grey water cycle. Also in toilet reservoir of one of the guest rooms where the grey water is reused, microbiological analyses were done to control possible regrowth of microbiological indicators. In student residence hall, microbiological analyses were carried out with raw grey water and treated grey water. Indicators analyzed were Total Coliforms, Fecal Coliforms, Escherichia Coli and Enterococci. In addition to those, in the light of the data generated in this work, the importance of physicochemical treatment of grey water was comprehended and preliminary treatment trials with sand filtration and membrane filtration were carried out. Also, as one of the major reuse areas of grey water is irrigation, preliminary plant trials were carried out with pepper seedlings. The results of this study revealed that even if the sources of grey water were the same in buildings that were monitored, grey water characteristics were not similar. Grey water generated from the hotel had lower pollution potential compared to grey water generated from the university student residence hall. On the other hand, grey water analyzed had lower pollution potential compared to weak conventional domestic wastewater. Year-long monitoring results of hotel grey water did not show a trend based on the seasonal factors. Also, no trend was observed in grey water quality in different days of the week. Apart from physical and chemical parameters investigated, the microbiological indicator concentrations were high in raw grey water and those concentrations were comparable to weak and intermediate strength conventional domestic wastewater sometimes, which makes monitoring of microbiological indicators a priority for grey water management. Average effluent quality of MBRs treating grey water met the requirements of water reuse standards all around the world. Even though the microbiological indicator concentrations were high in raw grey water, once grey water generated from the hotel and the university student residence hall were treated by MBRs properly, the effluents were free of those indicators. Results of preliminary physical treatment trials revealed that success of those systems investigated were highly dependent on the raw grey water characteristics. Particulate organic matter removal efficiencies of sand filtration and membrane filtration increased with decreasing sCOD/COD and sBOD5/BOD5 ratios, as the decrease in these ratios indicate high particulate organic matter content. Preliminary plant trials on pepper seedlings revealed that grey water was at least as successful as tap water for irrigation.
Benzer Tezler
- Spektral indekslerin arazi örtüsü/kullanımı sınıflandırmasına etkisi: İstanbul, Beylikdüzü ilçesi, arazi kullanımı değişimi
Effect of spectral indices over land use/cover classification: İstanbul, Beylikduzu district, land use change
ÖZGE KAYMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ SUNAR
- Ti6Al4V ELİ alaşımı üzerine nanokompozit TiO2:n-HA kaplamaların PEO yöntemi ile büyütülmesi; yapısal-korozyon-biyoaktivite özelliklerinin karakterizasyonu
Deposition of nanocomposite TiO2:n-HA coatings on Ti6Al4V ELI alloys by PEO; characterization of structural-corrosion-bioactivity
FATMA SONGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyomühendislikAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN ARSLAN
- Gaitada gizli kan tanısında kullanılacak moleküler baskılanmış polimer tabanlı hasta başı test kiti için altın nanopartikül işaretli sentetik hemoglobin molekülünün geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of gold nanoparticle labeled synthetic hemoglobin molecule for detection of fecal occult blood in molecular imprinted polymer based point of care test kit
UĞUR AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEMED DUMAN
- Strong and weak light-matter interactions in plasmonic and optical cavities
Plazmonik ve optik kavitelerde güçlü ve zayıf ışık madde etkileşimleri
NAHİT POLAT
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN BALCI
- Poli (n-vinilimidazol) /poli (akrilik asit) ve poli (n-vinilimidazol)/poli (metakrilik asit) interpolimer komplekslerinin sulu ortamda oluşumu ve karakterizasyonu
Formation and characterization of interpolymer complexes of poly (n-vinylmidazole) /poly (acrylic acid) and poly (n-vinylimidazole) / poly (methacrylic acid) in aqueous medium
MOHAMMADREZA GHAFFARLOU