Akışkan yataklı kum filtreleri ile yüzeysel suların arıtımında optimum şartların araştırılması
Investigation of optimum operational parameters in surface water treatment with fluidized bed filters
Yazar: MEHMET ŞÜKRÜ KIRMIZI
Danışman: DOÇ. DR. EBUBEKİR YÜKSEL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada iki eş filtre kolonu kullanılarak aşağı akışlı (yer çekimi ile çalışan kum filtreleri) ve yukarı akışlı (rus tipi filtreler) filtreler mukayese edilerek yüzeysel su arıtımında optimum şartlar araştırılmıştır. Ayrıca yük kayıpları da ölçülerek filtre ömrünün maksimize edilmesi incelenmiştir. Deneylerde kullanılan yüzeysel su Ömerli Havzasından temin edilmiştir. Pilot tesis çalışmalarında, meydana gelecek yük kayıpları devamlı ve her 4 cm'lik bir yatak derinliğinde ölçülmüştür, filtrelerin tıkanma süresinin uzatılmasına yönelik deney şartları araştırılmıştır. Giriş ve çıkış su kalitesi parametreleri (bulanıklık ve parçacık sayısı) sürekli olarak takip edilerek uygun kimyasal dozajı ve dozlama şekli belirlenmeye çalışılmıştır.Su ve atıksuların arıtımında en yaygın olarak kullanılan yumaklaştırıcı alumdur. İstanbul'da mevcut içme suyu arıtma tesislerinde de alum ve demir III klorür kullanılmaktadır. Bunun için bu çalışmada alum ve demir (III) klorür ile ön-ozonlama beraber tatbik edilmiştir.Deneylerde ozonlama, koagülasyon ve filtrasyon sırası takip edilmiştir. Ozon dozu sabit tutularak kimyasal miktarı değiştirilmiştir. Bütün deneylerdeki düzenekler kendi aralarında karşılaştırıldığında hem çıkış suyu kalitesi hem de filtrasyon süresinin uzunluğu açısından yukarı akışlı filtre daha avantajlı bulunmuştur ve demir klorür kullanarak yukarı akışlı filtrede içme suyu standartlarına ulaşılmıştır. Çalışmamızın koşullarında koagülant kullanımı açısından sonuçlara bakıldığında hem bulanıklık hem de partikül giderme verimleri yönünden demir klorür, alumdan daha iyi gözükmektedir. Yük kayıplarına bakıldığında da demir klorür kullanılan filtrelerin daha uzun ömürlü olduğu söylenebilir.Ayrıca çıkış suyu kalitesini ve filtrasyon süresini aynı anda dikkate alan Ives filtre edilebilirlik indeksi kullanılarak da filtre performansları mukayese edilmiştir.

Abstract:
In this study the optimum conditions for surface water treatment with gravity filters and up flow (russian filters) filters were investigated. The performance of the process was evaluated by monitoring the effluent quality and head loss development through the filter bed. Two identical pilot scale filter columns filtering the same raw water were operated in parallel. Before filtering, the raw water flow was split into two equal flows. Both of the streams were pre-ozonated using contact chambers with equal volumes equipped with same number and type of diffusers. The raw water was brought from Ömerli Reservoir in Istanbul?Turkey.Turbidity and particle counting were monitored online to specify the suitable chemical dosage with the shape of the dosage and head loss development was recorded at several points (at very 4 cm interval) in filter bed to determine the maximum filtration time.Alum and ferric chloride are commonly used flocculants in water treatment. Likewise, in Istanbul, alum and ferric chloride are available in drinking water treatment. Therefore, in this study pre-ozone is implemented with alum and ferric chloride.In the experiments; ozone, coagulation and filtration was performed consecutively. Different chemical dosages were tried with constant ozone dosage. In the every sets of experiments, uplow filter was found superior to downflow filter in view of filtrate quality and filter run time. Moreover, the drinking water standards were reached by using of ferric chloride in the upflow filtration experiment. In the spesific conditions of our experiments, ferric chloride is more appropriate than aluminium sulphate with respect to turbidity and particle removal. Filter run time with ferric chloride is found longer than that of aluminium sulphate.Ives? filterability index which incorporates the important filtration design parameters such as: effluent quality, the head loss and the velocity of filtration into a dimensionless number was used for the comparison of the experimental results.