Arıtma tesislerinde mekanik ekipmanların bakım ve revizyonlarının tesis enerji giderleri vearıtma verimi üzerine etkileri
Effects of maintenance and revision of mechanical equipment in treatment plants on plant energy costs and treatment efficiency
- Tez No: 942813
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA BÜNYAMİN KARAGÖZOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atıksu Arıtımı, Enerji, Arıtma Verimi, Wastewater Treatment, Energy, Treatment Efficiency
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
Enerji ve su, modern ekonomik ve ulusal güvenlik için vazgeçilmez girdiler olarak kabul edilen, temel, ayrılmaz ve ayrılmaz bir şekilde bağlantılı kaynaklardır. Enerji ve suyun bağlantısını anlamak, enerji ve su tüketimini en aza indirmeye ve çevresel emisyonları azaltmaya yardımcı olabilir. Su için enerji, su sektörlerinin inşaat, işletme ve bakım aşamalarında tüketilen enerjiyi ifade eder. Su sektörü büyük bir enerji tüketicisidir, çünkü su kullanım döngüsünün işletme ve bakım aşamalarında enerji tüketimi doğrudan tüketicilerin ihtiyaç duyduğu tedarik edilen suyun/arıtılmış atık suyun hem miktarı hem de istenen nitelikleriyle ilgilidir. Atıksu Arıtma Tesislerinin işletimi ekonomik ve çevresel sürdürülebilirlik açısından kritik zorluklar ortaya koymaktadır . Örneğin, kaynak tüketimindeki artış, tesis içi ve tesis dışı sera gazı (GHG) emisyonları ve enerji maliyetleri bazı zorluklardır. Dolayısıyla, sürdürülebilir kalkınmayı sağlamak için bu tesislerin olumsuz etkileri faydalarını aşmamalıdır. Atık su arıtımı yüksek enerji tüketen bir işlemdir ve kirleticilerin giderilmesi için ileri teknolojiler gerektiren su çıkışlarının kalitesine ilişkin daha kısıtlayıcı standartların getirilmesi nedeniyle enerji talebi önemli ölçüde artmaktadır. Atık su arıtma tesislerinin enerji verimliliğini iyileştirmek için, arıtma şemasının ayarlanması veya mevcut operasyonel ünitelerin optimizasyonu gibi bazı önlemler getirilerek enerji denetimleri yapılmaktadır. Aynı zamanda, sürecin ekonomik maliyetlerini ve çevresel etkisini azaltmak için atık su arıtımından ve yan ürünlerinden enerji geri kazanımı uygulanmaktadır. Bu müdahalelerin uygulanmasından kaynaklanan faydaları değerlendirmek için atık su arıtma tesislerinin enerji performansının değerlendirilmesine yönelik prosedürler geliştirilmektedir. Birincil, ikincil ve üçüncül atık su arıtma aşamalarında, tesisin büyüklüğüne ve konumuna, su kirliliğine, safsızlık türlerine, hizmet verilen nüfusa, arıtma süreci türlerine, son kullanıcılara, su kalitesine, deşarj standardına, tesisin ekonomik durumuna ve çalışanların ve yöneticilerin deneyimine bağlı olarak farklı miktarlarda enerji tüketilir. Tutumlardaki ilerici değişim, şüphesiz bu tesislerin tasarımı ve yönetimi yoluyla enerji ve kaynakların geri kazanımını en üst düzeye çıkarmayı amaçlayan ve böylece nötr veya hatta pozitif enerji santrallerine geçişi hedefleyen yeni bir paradigmaya yol açmıştır. Sektörün uzun vadeli sürdürülebilirliğini garanti altına almak için mevcut tesislerin enerji verimliliğinin (EE) değerlendirilmesi ve iyileştirilmesi esastır. Yöneticiler ve operatörler, sağlanan hizmetin kalitesini garanti altına alırken işletme maliyetlerini en aza indirmeli ve çevresel sürdürülebilirliği artırmalıdır. Avrupa Atıksu Arıtma Tesislerinin performans analizi, önemli bir EE potansiyelini ve atık su kalitesini düşürmeden %25'e kadar enerji maliyeti tasarrufunu ortaya çıkarmıştır. Çalışmada yapımı tamamlanmış ve işletmeye alınmış olan bir atıksu arıtma tesisinin proses seçimini bu prosesteki ünitelerde kullanılan ekipmanlar ve bu ekipmanların birim enerji tüketim miktarı ve işletme sırasındaki arıtma veriminden yola çıkılarak, tesislerde kullanılan ekipmanların enerji ve arıtma verimlerine etkileri ile değerlerin arttırılabilmesi için yapılmış olan bakım revizyonlar yorumlanmıştır. Çalışma da örnek teşkil etmesi açısından uzun havalandırmalı aktif çamur prosesi olan Şarkışla Belediyesi Atıksu Atıksu Arıtma Tesisi seçilmiştir. Öncelikle tesisin enerji diyagramları incelenmiş ve en çok enerji tüketen ünitelerin optimum enerji ve arıtma veriminde çalışabilmesi için tesiste işletme ilgili yapılabilecek denemeler yapılmış ve tesisin projelendirilmesi ile projenin uygulanması sonucunda işletme ve enerji verimini etkileyen faktörler ortaya çıkarılmıştır. Bu faktörlerin düzeltilmesi yönünde ortaya konan çözümler üzerinden bakım ve revizyonlar yapılmıştır. Atıksu arıtma tesis işletmesinde proje uygulama aşamasında yapılmış olan bakım ve revizyonların arıtma ve enerji verimliliğine etkileri değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda birim atıksu verimi için kullanılan enerji 0.45 kWh/m3 den 0.34 kWh/m3 düşürülmüş arıtma verimi yüzde 91.03 den 93.93 çıkmıştır.
Özet (Çeviri)
Energy and water are fundamental, inseparable and inextricably linked resources that are considered indispensable inputs for modern economic and national security. Understanding the connection between energy and water can help minimize energy and water consumption and reduce environmental emissions. Energy for water refers to the energy consumed in the construction, operation and maintenance phases of water sectors. The water sector is a major energy consumer because energy consumption in the operation and maintenance phases of the water use cycle is directly related to both the quantity and desired qualities of the supplied water/treated wastewater required by consumers. The operation of Wastewater Treatment Plants poses critical challenges to economic and environmental sustainability. For example, increased resource consumption, on-site and off-site greenhouse gas (GHG) emissions, and energy costs are some of the challenges. Therefore, to achieve sustainable development, the negative impacts of these plants should not exceed their benefits. Wastewater treatment is a high-energy process, and energy demand is increasing significantly due to the introduction of more restrictive standards for the quality of water effluents, which require advanced technologies for the removal of pollutants. In order to improve the energy efficiency of wastewater treatment plants, some measures are taken, such as adjustment of the treatment scheme or optimization of existing operational units, and energy audits are carried out. At the same time, energy recovery from wastewater treatment and its by-products is implemented to reduce the economic costs and environmental impact of the process. In order to evaluate the benefits resulting from the implementation of these interventions, procedures for the assessment of the energy performance of wastewater treatment plants are being developed. In primary, secondary and tertiary wastewater treatment stages, different amounts of energy are consumed depending on the size and location of the plant, water pollution, types of impurities, population served, types of treatment processes, end users, water quality, discharge standard, economic situation of the plant and the experience of employees and managers. The progressive change in attitudes has undoubtedly led to a new paradigm that aims to maximize the recovery of energy and resources through the design and management of these plants, thus moving towards neutral or even positive energy plants. In order to guarantee the long-term sustainability of the sector, it is essential to assess and improve the energy efficiency (EE) of existing plants. Managers and operators must minimize operating costs and increase environmental sustainability while ensuring the quality of the service provided. The performance analysis of European Wastewater Treatment Plants has revealed a significant EE potential and energy cost savings of up to 25% without reducing the quality of the wastewater. In the study, the process selection of a wastewater treatment plant that has been completed and put into operation is interpreted based on the equipment used in the units in this process, the unit energy consumption of these equipment and the treatment efficiency during operation, the effects of the equipment used in the facilities on energy and treatment efficiency, and the maintenance and revisions made to increase the values. In the study, Şarkışla Municipality Wastewater Wastewater Treatment Plant with long-ventilated activated sludge process was selected as an example. First of all, the energy diagrams of the plant were examined and in order for the most energy-consuming units to operate at optimum energy and treatment efficiency, the plant-related tests were carried out and as a result of the project design and implementation of the project, the factors affecting the operation and energy efficiency were revealed. Maintenance and revisions were made based on the solutions put forward to correct these factors. The effects of the maintenance and revisions made during the project implementation phase in the wastewater treatment plant operation on treatment and energy efficiency were evaluated. As a result of the studies, the energy used for unit wastewater efficiency was reduced from 0.45 kWh/m3 to 0.34 kWh/m3 and the treatment efficiency increased from 91.03 to 93.93 percent.
Benzer Tezler
- Building sensor-based real-time predictive maintenance system by utilizing artificial intelligent techniques
Yapay akıllı teknikleri kullanarak sensör tabanlı gerçek zaman tahminli bakım sistemi kurulması
RAGHAD MOHAMMED KHORSHEED
Doktora
İngilizce
2021
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK BEYCA
- Bingöl ilinde bulunan atıksu arıtma tesislerinin işletim problemleri ve çözüm önerileri
Operational problems and solution suggestions of wastewater treatment plants in Bingöl province
CİHAT BUDANCAMANAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiFırat ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİL HASAR
- Bir atıksu arıtma tesisinin ve kullanılan yüksek gerilimli elektrik motorlarına yolverme yöntemlerinin incelenmesi
The Study of a wastewater treatment plant and the methods of starting the high voltage motors
MEHMET İSLAM İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK MERGEN
- Düşük hızlı düşey milli mekanik yüzey havalandırıcının hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi
A low speed mechanical surface aerator with vertical shaft by computational fluid dynamics (CFD) analysis
CANAN AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET ZAFER ŞENALP