A Model for optimal design and operation of land treatment systems for oily wastes
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 1998
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SEDAT KIVANÇ
Danışman: KAHRAMAN ÜNLÜ
Özet:öz PETROLLÜ ATIKLAR İÇİN TOPRAKTA ARITMA SİSTEMİNİN OPTİMUM TASARIMI VE İŞLETİLMESİNE YÖNELİK BİR MODEL Sedat Kıvanç Yüksek Lisans, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Kahraman Ünlü Eylül 1998, 133 sayfa Tehlikeli atıkların toprakta arıtımı, tehlikeli atığın toprak yüzeye veya belli bir derinliğe kontrollü uygulanması ve eş zamanlı olarak atıktaki tehlikeli kimyasal bileşenlerin parçalanmasının, dönüşümünün ve sabitlenmesinin sürekli denetimi ve yönetimidir. Doğru tasarım anlamında, toprakta arıtım teknolojisinin etkinliğini geliştirirken, sistemin optimum işletimi, çeşitli kontrol süreçlerini ve etkenlerini olduğu kadar bunların karşılıklı etkileşmelerini de anlamayı gerektirmektedir. Matematiksel modeller bu anlamda oldukça faydalı bir araç olarak düşünülebilir. Bu çalışma petrol bazlı hidrokarbon içeren atıkların toprakta arıtma sistemi ile optimum tasarım ve işletilmesine yönelik yararlı bir matematiksel model tanımlamaktadır. viModel, sistem benzeşimi ve optimizasyon altmodellerinden oluşmaktadır. Kavramsal olarak sistem benzeşimi altmodeli "atık karıştırma bölgesi" ve "aşağı arıtma bölgesi" modüllerini içerir. Atık karıştırma bölgesi, tüm hidrokarbon bileşenlerinin kütleleri için toplam faz kütle denge ifadesini kullanan "tam-karışık reaktör" tipinde işletilir. Hidrokarbon kaynağının zamanla tükenmesinin, suyun atık karıştırma bölgesine doğru sızması, uçucu bileşkeler için toprak yüzeyinden atmosfere buharlaşma kaybı ve parçalanabilir organik bileşenlerin biyolojik parçalanması yoluyla olduğu öngörülmüştür. Atık karıştırma bölgesindeki biyo-parçalanmanın birinci derece tepkime kinetiklerine uyduğu varsayılmıştır. Organik kirleticilerin sızıntı suyundaki konsantrasyonu hidrokarbon fazındaki kütle miktarına bağlı olarak değişim gösterir. Aşağı arıtma bölgesinde su akışının tek-boyutlu düşey, birim gradyan şeklinde olduğu ve net su debisi ile hidrolik iletkenlik fonksiyonuna bağlı olarak nem miktarı tarafından kontrol edildiği varsayılır. Aşağı arıtma bölgesi içinde taban suyuna doğru kirletici taşınması, doğrusal absorpsiyon ve birinci derece biyo-parçalanmaya bağlı olarak kütlesel taşınım ve dağılma ile meydana gelir. Sistem benzeşimi altmodeli periyodik atık uygulamasına olanak tanır ve sistemdeki toplam faz ve sıvı faz kirletici derişimleri ile su miktarı gibi durum değişkenlerinin zamana ve mekana bağlı değişimlerini belirler. Sistem benzeşimi altmodeliyle ilişkili optimizasyon altmodeli ise, atık yükleme miktarı, infıltrasyon oranı, su hacmi, atık uygulama sıklığı ve toprakta arıtma sisteminin boyutları gibi sistem değişkenlerinin optimum değerlerini saptar. Sistem kontrol değişkenlerinin optimizasyonu, atık karıştırma bölgesindeki hidrokarbon kütle gideriminin viibelirlenmiş bir su kalitesinin akiferde sağlanması koşuluyla maksimizasyonu ile yapılır. Seçilen model senaryoları ile modelin uygulanabilirliği ve kılanımı örneklerle sunulmuştur. Anahtar sözcükler: petrollü atık, toprakta arıtım sistemi, kirletici taşımını, doğrusal olmayan programlama, atık optimizasyonu vııı