Endüstriyel atıklarla kirlenmiş akarsu sistemlerinde modelleme ve parametre belirlenmesi: Yeşilırmak örnek uygulaması
Dynamic simulation and parameter estimation in river streams polluted with industrial wastes: Application to Yeşilırmak
- Tez No: 95696
- Danışmanlar: PROF. DR. RIDVAN BERBER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mathematical modelling in river streams, Dynamic simulation, Parameter estimatioa IV
- Yıl: 2000
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 334
Özet
ÖZET ENDÜSTRİYEL ATIKLARLA KİRLENMİŞ AKARSU SİSTEMLERİNDE MODELLEME VE PARAMETRE BELİRLENMESİ: YEŞİLIRMAK ÖRNEK UYGULAMASI Erdal KARADURMUŞ Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Rıdvan BERBER 2000, Sayfa: 334 + xvii Jüri : Prof. Dr. Rıdvan BERBER Prof. Dr. Serdar ÇELEBİ Prof. Dr. Hüseyin OĞUZ Su eko-sistemini bozan ve canlı yaşamını olumsuz yönde etkileyen akarsu kirliliği, çevre sorunlarının önemli bir kısmı haline gelmiştir. Akarsulardaki kirlilik yükleri doğal olaylardan ya da evsel, endüstriyel veya tarımsal faaliyetler sonucu oluşan noktasal veya noktasal olmayan deşarjlardır, karmaşık, rastgele ve zamanla değişken özellik gösterirler. Dolayısıyla, akarsulardaki kirlenmeyi kontrol altına almak ve su kaynaklanmmn kullanımını planlayabilmek amacıyla dinamik modellemenin yapılabilmesi ve modelin ihtiyacı olan parametrelerin belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada, değişik kirlilik yükleri altındaki dinamik davranış karakteristiklerini belirleyebilmek üzere bir akarsu sistemi dinamik modeli geliştirilmiştir. Akarsuyun bir hacim elemanının geri kanştırmalı bir tepkime kabı gibi düşünülmesine dayandırılan 11 diferansiyel denklemden oluşan bu modelin hal değişkenleri şunlardır Amonyak azotu, nitrit azotu, nitrat azotu, organik azot, organik fosfor, çözünmüş fosfor, BOD5, çözünmüş oksijen, toplam koliform, klor (3 deney için) ve alg. Model parametreleri, dinamik verilerden doğrusal olmayan parametre belirleme yöntemiyle saptanmıştır.Deneysel çalışmalar için Yeşilırmak havzasının Amasya bölümü seçilmiştir. Nehre kontrolsuz atık deşarjının yoğunlaştığı, Amasya'ya 30 km mesafede bulunan Ourucasu mevkiinde iki ana örnekleme istasyonundan alıcı ortam su örnekleri dinamik olarak alınmış ve analizlenmiştir. 30 dakika aralıklarla alman örneklerde fiziksel, kimyasal, biyolojik ve mikrobiyolojik analizlerle 1 1 hal değişkeninden ilk 10 tanesi belirlenmiştir. İlk istasyon verileri başlangıç koşulu olarak kullanılıp ikinci istasyondan alınan sonuçlar Fortran ortamında dinamik benzetimle kuramsal olarak öngörülmüştür, öngörülen değerlerin dinamik verilere yaklaştınlması ilkesine dayanarak, incelenen havzada -dolayısıyla modelde- ihtiyaç duyulan 33 parametreden 26 tanesi belirlenmiştir. Öngörülen ve gözlenen dinamik davranışlar toplam koliform, toplam klor ve BOD5 derişinden 4ffirieinde diğer hal değişkenleri için birbiriyle uyumlu, saptanan parametreler literatürde rastlanan sınırlar içinde çıkmıştır. Belirlenen parametre seti, daha sonraki geniş kapsamlı kullanım için yararlılığı denenmek üzere QUAL2E ve QUAL2E-UNCAS su kalitesi paket programlarında benzetim için kullanılmıştır. Benzetim sonuçlan deneysel dinamik verilerle karşılaştırıldığında; özellikle çözünmüş oksijen yönünden büyük uyum görülmüş, sapmaların daha ziyade toplam koliform ve BOD5 yanıtımlannda olduğu gözlenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar; yatınmlann su kalitesine etkisini önceden belirlemek için Çevresel Etki Değerlendirmesi, iç su kaynaklarının ekonpmjk kullanımı, su kalitesini iyileştirme çalışmalarının planlanması ve kirliliğin Control alanda tutulması alanlarında faydalı olacaktır. Bulgular, öte.., yandan,, uzman coğrafi bilgi sistemleri için gerekli alt yapının oluşturulması ve QUAL2E model programının Türkiye genelinde diğer havzalarda da kullanılabilmesi için alt yapı oluşturmuştur. ANAHTAR KELİMELER: Dinamik Benzetim, Akarsu Sistemlerinde Dinamik Modelleme, Parametre Belirlenmesi.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Ph.D. Thesis DYNAMIC SIMULATION AND PARAMETER ESTIMATION IN RIVER STREAMS POLLUTED WITH INDUSTRIAL WASTES: APPLICATION TO YEŞİLIRMAK Erdal KARADURMUŞ Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Rıdvan BERBER £000, Page: 334 + xvii Jury : Prof Dr. Rıdvan BERBER Prof. Dr. Serdar ÇELEBİ Prof. Dr. Hüseyin O?UZ Pollution in river streams destroys water ecosystem and deteriorates aqua- life, and thus has become an important element of the environmental problems of today. The pollutants in rivers, emerging from domestic, agricultural and industrial discharges, exhibit frequently changing dynamic characteristics. Therefore, revealing dynamic behavior of rivers in terms of pollutants through an effective dynamic modelling and simulation is a must for controlling pollution and planning water resources. This, in turn, requires reliable estimation of the model parameters. This work lead to the development of a dynamic model for identifying the dynamic behavior of river streams under different pollution roads. The approach here is that a volume element of the river stream is modelled as a completely stirred continuous reactor with an input from upstream. The models comprises 11 one-dimensional mass transport equations with state variables; nitrogen in four different forms (ammonia, nitrate, nitrite and organic), organic phosphorus, dissolved phosphorus, BOD5, dissolved oxygen, total coliform, chlorine (for three sets of data only). A computational element on the Yesihrmak river basin 30 kms to the city of iiiAmasya served as the prototype system for the model development Samples were collected simultaneously from two stations, and concentrations of water-quality constituents indicative of the level of pollution conforming ten of the state variables in the model were determined either on-site or in laboratory. The dynamic data, collected with 30 minute intervals, was then used for numerical parameter estimation during computer simulation. In the course of simulations, the data from the first station was treated as the input to the system whereas the output data was compared to the model predictions. The estimation strategy was based on minimizing an objective function defining the difference between the predictions and observed data during the transient period of observations. The procedure revealed 26 parameters of the model, out of 33. The parameters estimated conform with the limited number of data previously reported in the literature. In general, the model predictions exhibited an acceptable agreement with the field data data, except those for total coliform, total chlorine and BOD5. The estimated set of parameters was then used for model calibration in water quality packages, QUAL2E and QUAL2E-UNCAS, accepted for use in Turkey as well as some other countries. The results from these simulations showed generally acceptable agreement with the data collected in the field, except those for total coliform and BOD5. The results of this study paved the way for predicting the environmental impact of prospective investments in river basins, planning the economical use of inland water resources and the efforts to control the pollution. The finding will also help establish the basis for geographical information systems, and the use of QUAL2E water quality program in other river basins in Turkey.
Benzer Tezler
- Türkiye'de akarsu kirliliği üzerine yapılan araştırma
Başlık çevirisi yok
BELGİN ÇELEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT OĞUZER
- Endüstriyel atıklarla kirlenmiş alanlardan petrol türevi hidrokarbonların biyodegredasyonunu yapan bakterilerin izolasyonu, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Isolation, characterization and examination of some features of bacteria that biodegrade hydrocarbons derived from petroleum in areas contaminated with industrial waste
MUHAMMED YUNUS EMRE KARAMAN
- Mycoremediation of heavy metal contaminated soil using oyster mushroom: Pleurotus ostreatus
İstiridye mantarı: Pleurotus ostreatus kullanılarak mikoremediasyon yöntemi ile topraktan ağır metal giderimi
DİCLE ÜRÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
PROF. DR. MUSTAFA SAİT YAZĞAN
- Elektrik sektöründe Edas ve Vikor yöntemi ile yeşil tedarikçi seçimi
Green supplier selection with Edas and Vikor methods in the electricity industry
ÖZLEM KARATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSakarya ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TİJEN ÖVER ÖZÇELİK
- Tekstil endüstrisi atıksularının ileri oksidasyon yöntemleri ile arıtılması
Treatment of industry wastewater by advanced oxidation methods
GİZEM NUR ASRİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLBİN ERDEN