Azalan debili filtrasyon
Declining rate filtration
Yazar: MURAT EYVAZ
Danışman: DOÇ. DR. EBUBEKİR YÜKSEL ; PROF. DR. ÖMER AKGİRAY
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Akım ölçerler = Flowmeters ; Alum = Alum ; Alüminyum sülfat = Aluminum sulfate ; Bulanıklık = Turbidity ; Filtreleme = Filtration ; Parçacık sayım cihazı = Particle counter ; Su arıtma = Water treatment ; Su arıtma tesisleri = Water treatment plants ; Su kalitesi = Water quality ; Yük kaybı = Head loss

Özet:
Azalan debili filtrasyon (ADF), konvansiyonel sabit debili filtrelere (SDF) karşı, filtre debisi kontrol yöntemi açısından farklı bir alternatiftir. Son elli yılda yapılan deneysel ve teorik çalışmaların çoğu ADF sisteminin daha iyi çıkış su kalitesi ürettiğini ve daha uzun işletme süresine sahip olduğunu (filtrenin daha geç tıkandığını) bildirmiştir. Bununla beraber, ilk yatırım maliyetlerinin de düşük olduğu bilinmesine rağmen hâlâ su arıtma tesislerinde SDF kadar tercih edilmemektedir. Bunun sebebi ise, son elli yıldaki deneysel ve teorik çalışmalar sonunda ADF tasarımına yönelik bazı hesaplama yöntemleri ve kabuller ortaya konmasına rağmen bu yöntemlerin çoğunun deneysel olarak ispat edilememesi ve ADF'nin hidrolik davranışlarının yeterince ortaya çıkarılamaması neticesinde, tasarımının güçlüğü ve işletmede karşılaşılabilecek tahmini zor problemlerdir.Bu çalışmada pilot ölçekli deneyler yardımıyla azalan debili filtrasyonun (ADF) hidrolik davranışları incelenmiştir. Dört adet filtre içeren bir ADF sistemi inşa edilmiş ve işletilmiştir. Filtrelerdeki ortak su seviyeleri, her bir filtrenin filtrasyon hızı ve filtre yatağının çeşitli derinliklerindeki yük kayıpları zamana bağlı olarak ölçülmüş ve kaydedilmiştir. ADF ile ilgili önceki diğer çalışmaların çoğunda tek bir ortalama filtrasyon hızı ya da tek bir yumaklaştırıcı dozajı kullanılmıştır. Bu çalışmada ise farklı filtrasyon hızları ve yumaklaştırıcı dozajları kullanılarak aynı özellikteki ham su filtre edilerek deneyler tekrar edilmiştir. Literatürdeki ADF tasarımına yönelik kabullerin ve hesaplamaların da geçerliliği test edilmiştir. Böyle bir deneysel matriks kullanımıyla, çeşitli işletme şartlarının ADF sisteminin hidrolik davranışları üzerindeki etkileri daha detaylı değerlendirilmiştir.

Abstract:
Declining Rate Filtration (DRF) is an alternative flow control method compared to conventional Constant Rate Filtration (CRF). Most of the experimental and theoretical studies in the last fifty years have reported that DRF produces better quality water and has longer operating time than those of CRF. However, DRF is well known that it has low initial investment costs, it isn't preferred as much as SDF in water treatment plants. The reason for this is difficulty of DRF design and operation in spite some calculation methods and assesments, which hasn?t been verified with detailed experimental studies in last fifty years.In this study, hydraulic behavior of declining rate filtration (DRF) was investigated by means of pilot scale experiments. A bank of four declining rate filters was constructed and operated. The common water level in the filters, individual filter velocities and head losses in the filters were carefully monitored and recorded as functions of time. Many of the previous studies on DRF employed either a single average filtration velocity or a single coagulant dosage. In this study, however, filter runs were repeated treating the same water at several different filtration rates and with several different coagulant dosages. Using such an experimental matrix of several different rates and coagulant dosages allowed an evaluation of the behavior of the declining rate filtration system under different operating conditions and the effects of the mentioned variables on various hydraulic characteristics of the DRF system. The validity of certain simplifying assumptions used in design calculations was also tested in these experiments. It is believed that the new data presented herein will lead to a better understanding of DRF