Organik madde gideriminde karıştırıcı tasarımının adsorpsiyon performansına olan etkisinin hesaplamalı akışkanlar dinamiğimetodu ile iyileştirilmesi
The effect of mixer design on the improvement of theadsorption performance for the organic matter removal withcomputational fluid dynamics method
Yazar: GÖKHAN DEVECİ
Danışman: PROF. DR. EYÜP DEBİK
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Organik maddeler yaşam döngüsü sonucu ortaya çıkan ürünlerdir. Genel olarak su
kalitesini etkileyen önemli parametrelerden biridir. Organik maddelerin
uzaklaştırılmaması; içme sularında tat değişimine, kötü kokuya sebep
olabilmektedir. Aynı zamanda içme sularında dezenfektan olarak kullanılan klorun
sudaki organik maddeler ile reaksiyona girmesi sonucunda dezenfeksiyon yan
ürünleri olan trihalometan (THM) ve haloasetik asit (HAA) gibi kanserojen
maddeler ortaya çıkmaktadır. İçme sularından organik madde gideriminde etkili
arıtma yöntemlerinden birisi olan adsorpsiyon prosesi tek başına kullanılabileceği
gibi membran teknolojileri için kuvvetli bir ön arıtma işlemi olarak da ortaya
kullanılabilmektedir. Adsorpsiyon prosesi genellikle içme suyu tesislerinde
karıştırıcı veya filtre ünitelerinde gerçekleştirilmektedir. Karıştırma prosesleri
sürecin verimliliği açısından oldukça önemlidir. Karıştırıcı verimleri üç (3) boyutlu
bilgisayar ortamında hesaplamalı akışkanlar dinamiği metodu (HAD) kullanılarak
analiz edilebilmektedir. Yapılan bu çalışma 3 aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. İlk 
olarak farklı organik madde konsantrasyonlarında toz aktif karbon ile kinetik
çalışmalar yapılmıştır. Çalışmanın 2. aşamasında kullanılan jar test düzeneği 3
boyutlu CAD ortamına aktarılmış ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri
yapılmıştır. Son olarak yapılan analizlerden elde edilen sonuçlara göre tasarlanan
karıştırıcılar imal edilerek adsorpsiyon çalışmaları tekrarlanmıştır. Bu sayede
karıştırıcı geometrisinin adsorpsiyon ile organik madde giderim verimleri
kullanılarak karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Natural organic matter (NOM) occurs as a result of water cycle in surface and
ground water sources. Organic substances are one of the important parameters
affecting water quality. If organic matter cannot be removed from water, it would
cause problems. The most critical of these problems is that the chlorine used for
disinfection in drinking water reacts with the organic components in the water to
form known as disinfection by-products. These compounds are trihalomethane
(THM) and halo acetic acids (HAA) disinfection by-products. The use of these waters
is known to cause many skin diseases and cancer. There are certain methods to
remove organic matter from water. These methods; membrane processes, ion
exchangers, activated carbon adsorption and chemical oxidation. There are 3 stage
in this study. In the first stage, the removal efficiency of the different organic matter
concentrates was calculated for the synthetic water prepared in the jar test
apparatus. Among the factors affecting adsorption, mixing performance as well as
temperature and dosage amount are of great importance. Therefore, in the second 
part of the study, the beaker - mixer system used in the jar test apparatus was
transferred to the 3D CAD (Computer Aided Design) environment and the mixing
performance was investigated using the CFD (Computational Fluid Dynamics). In
the final phase of the study, the mixer design was modified by using design
improvement methods and it was aimed to eliminate dead zones. The designed
mixers were tested again on the jar tester and the effect of the mixture on adsorption
observed according to the organic matter removal efficiencies.