Atıksu arıtma tesislerinde çamur çürütme ve susuzlaştırma sistemlerinin, termodinamik ve termoekonomik analizi ve optimizasyonu
Thermodynamic and thermoeconomic analysis and optimization of sludge digestion and dewatering systems in wastewater treatment plants
- Tez No: 991468
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ADNAN BERBER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atıksu arıtma, Çamur kurutma, Eksergoekonomik analiz, Ekserji Termodinamik, Exergoeconomic analysis, Exergy, Sludge drying, Thermodynamics, Wastewater treatment
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, Konya Atıksu Arıtma Tesisi'nin işletme verileri kullanılarak çamur çürütme ve susuzlaştırma sistemlerinin termodinamik ve termoekonomik analizini ve optimizasyonunu kapsamaktadır. Atıksuyun tesise girişinden çamur kurutma sürecine kadar olan tüm analizler Engineering Equation Solver (EES) programında hesaplanmış; verimlilik kayıpları ve iyileştirme alanları belirlenmiştir. Belirlenen kayıplara yönelik iyileştirme önerileri ile sistemin ekserji veriminin optimize edilmesi hedeflenmiştir. Ekserji analizleri sonucunda biyogaz motor veriminin %30,8 olduğu ve kojenerasyon sistemiyle toplam verimliliğin %39,8'e ulaştığı görülmektedir. Tesisin genel ekserji verimi %34,3 olarak hesaplanmış, stabilize çamurun yakıt olarak kullanımı durumunda verimliliğin %56,9'ya yükseldiği görülmüştür. Eksergoekonomik analizler, özgül maliyet yöntemine (SPECO) dayanmaktadır ve buna göre en yüksek eksergoekonomik faktör değerine sahip bileşenin desülfürizasyon ünitesi olduğu tespit edilmiştir. Bu durum bileşenin maliyetinin büyük bir kısmının ilk yatırım ve işletme masraflarından kaynaklandığını göstermektedir. Eksergoekonomik analiz sonuçları maliyet ve verimlilik açısından değerlendirilerek sistemin genel performansının artırılması hedeflenmiştir. Optimizasyon kapsamında çamur kurutma sistemleri incelenmiş ve hibrit kurutma sistemleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Optimum maliyetleri hesaplamak için performans ve alan kısıtlamalarının dikkate alındığı analizler yapılmış ve en uygun maliyetli kurutma modelinin güneş panelleriyle desteklenmiş sera tipi hibrit kurutma olduğu belirlenmiştir. Analizler, bölgesel şartlarda sera tipi kurutmanın erişebileceği maksimum kuruluk değerinde (%70), hibrit kurutma maliyetinin en düşük olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis study investigates the thermodynamic and exergoeconomic analysis and optimization of sludge digestion and dewatering systems using operational data from the Konya Wastewater Treatment Plant. All analyses, from the inlet of wastewater to the sludge drying process, were performed using the Engineering Equation Solver (EES) program, and efficiency losses as well as potential improvement areas were identified. Based on the identified losses, improvement strategies were proposed with the aim of optimizing the exergy efficiency of the system. The results of the exergy analysis indicate that the exergy efficiency of the biogas engine is 30.8%, and that the total efficiency increases to 39.8% when a cogeneration system is employed. The overall exergy efficiency of the plant was calculated as 34.3%, and it was observed that this value increases to 56.9% when stabilized sludge is used as fuel. Exergoeconomic analyses were conducted based on the Specific Exergy Costing (SPECO) method, and the results show that the desulfurization unit has the highest exergoeconomic factor. This indicates that a significant portion of the component cost arises from capital investment and operating expenses. The results of the exergoeconomic analysis were evaluated in terms of cost and efficiency to improve the overall system performance. Within the scope of the optimization study, sludge drying systems were examined, with a particular focus on hybrid drying systems. To determine the optimum costs, analyses considering performance and area constraints were carried out, and the most cost-effective drying model was identified as a greenhouse-type hybrid drying system supported by solar panels. The analyses demonstrate that, under regional conditions, the hybrid drying cost reaches its minimum at the maximum achievable dryness level of 70% for greenhouse-type drying.
Benzer Tezler
- Effect of microwave pretreatment on fate of antimicrobials and conventional pollutants during anaerobic sludge digestion and biosolids quality for land application
Anaerobik çamur çürütme prosesinde uygulanan mikrodalga dezentegrasyon işleminin antimikrobiyallerin ve konvansiyonel kirleticilerin akıbetine ve arazi uygulaması için biyokatı kalitesine etkisi
GÖKÇE KOR BIÇAKCI
Doktora
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR
- Kentsel atıksu arıtma tesislerinde nitrifikasyon hızı ve toksisitenin su geri kazanımı açısından değerlendirilmesi
Evaluation of nitrification rate and toxicity in urban wastewater treatment plants in terms of water recovery
MERYEM ÖZGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiBiyosistem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET İSTANBULLUOĞLU
PROF. DR. HAYRETTİN GÜÇLÜ İNSEL
- Reject water load on wastewater treatment plants
Atık Su Arıtma Tesislerin'de süzüntü suyu kaynaklı yükler
KHALED S.K. ALSHAMİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ORHAN GÖKYAY
- Arıtma çamuru işleyen gerçek ölçekli anaerobik parçalanma prosesinin ADM1 ile modellenmesi
Modeling of real scale waste activated sludge anaerobic digestion process by anaerobic digestion model 1 (ADM1)
MURAT MERT OTUZALTI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURİYE ALTINAY PERENDECİ
- Improving methane yield and nutrient recovery of waste biological sludge with microwave disintegration
Mikrodalga dezentegrasyonu ile atık biyolojik çamurun biyogaz veriminin ve nutrient geri kazanımının iyileştirilmesi
ALI ALHRAISHAWI
Doktora
İngilizce
2024
Çevre MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ ASLAN