Kentsel atıksu arıtma tesisinin online izlenmesi ile enerji etüt ve optimizasyonu
Energy study and optimization by online monitoroing of urban wastewater treatment plant
Yazar: İSMAİL GÜLSOY
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM KILIÇASLAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Çevrenin korunmasında atıksu arıtma tesisleri önemli bir yer tutmaktadır. Atıksu arıtma tesisi işletilmesinin en önemli girdisi ise elektrik enerjisidir. Günümüz dünyasındaki enerji ihtiyacının büyük bir bölümü kömür, doğal gaz ve petrol gibi fosil kaynaklarından sağlanmaktadır. Fosil kaynakların gelecekte tükenecek olması oldukça önemli bir enerji kaynağı sıkıntısı olarak karşımıza çıkmaktadır. Alternatif kaynakların henüz ekonomik olmaması, artan talep nedeniyle fiyatların aşırı artması, yerli kaynakların ithal bağımlılığını önleyememesi, küresel ısınma ve özellikle ekolojik dengenin alarm vermesi sebebi ile kaynak güvenliği ve temiz çevre için kullandığımız enerjinin tamamını faydaya dönüştürmemiz gerekmektedir. Atıksu arıtma tesislerinde bu faydanın sağlanabilmesi için enerji etüdü ve optimizasyonu gündeme gelmektedir. Atıksu arıtma tesisinde tüketilen elektrik enerjisinin %50'den fazlası havalandırma havuzlarında kullanılmaktadır. Bu çalışmada seçilen tesisin gerekli parametreleri optimizasyon çalışması için bir yıl boyunca takip edilmiştir. Elde edilen verilerin analiz edilmesi ile enerji tüketimi ile debi, giriş BOİ5, çıkış BOİ5, sıcaklık ve azot giderimi arasında doğrusal bir bağlantının olduğu tespit edilmiş, bunun sonucunda havalandırma havuzu enerji tüketiminin doğrusal programlama ile optimizasyonu yapılmıştır. Atıksu arıtma tesislerinin işletilmesinde günümüz bilişim teknolojilerine göre kirlilik parametrelerinin analizlerinin kısa sürede ölçülmesi ve bu değerlerin online izlenmesi mümkün hale gelmiştir. Dolayısı ile doğrusal programlama ile havalandırma havuzuna gerekli olacak hava miktarının saatlik olarak hesaplanması ve buna göre blowerların çalıştırılması ile havalandırma havuzunun enerji tüketiminde yaklaşık %17-21 oranında enerji tasarrufu sağlanacağı hedeflenmiştir.

Abstract:
Wastewater treatment plants are an important part in protecting the environment. Electric power consumption is the most important issue of the operation of the wastewater treatment plant. In today's world, a large portion of energy needs from fossil sources of coal, natural gas and oil are available. Foreseeable future, is very important to run out of fossil fuels as a source of energy shortage emerges. All the energy we use for security of supply and a clean environment, the lack of alternative sources of economic, excessive increase of prices due to increased demand, the import dependence of domestic resources insufficient, Global warming and the ecological balance, especially with the cause of an alarm we need to convert the benefits. Energy audits and optimization comes up in the wastewater treatment plant in order to provide these benefits. More than 50% of the electricity energy consumed in the wastewater treatment plant is used in the ventilation pools. In this study, necessary parameters of the selected plant were monitored for one year. By analyzing the obtained data, it was determined that there is a linear connection between energy consumption and flow rate, inlet BOD5, outlet BOD5, temperature and nitrogen removal, resulting in optimization of the ventilation pool energy consumption by linear programming. According to today's information technologies, the analysis of pollution parameters in the operation of wastewater treatment plants can be measured in a short time and it is possible to monitor these values online. Therefore, it is aimed to calculate the amount of air required for the ventilation pool hourly by linear programming, and by operating the blowers accordingly, energy saving of about 17-21% in the ventilation pool energy consumption is aimed.