Ultrases kullanımının direkt filtrasyona etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of ultrasound on direct filtration
Yazar: MEHMET BUĞRA ZENGİ
Danışman: DOÇ. DR. EBUBEKİR YÜKSEL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Bulanıklık = Turbidity ; Ultrason = Ultrasound ; Yük kaybı = Head loss

Özet:
Ultrasesin yumaklaştırmaya yardımcı olduğu, literatürdeki bazı çalışmalarda bildirilmektedir. Ayrıca ultrasesin, içme suyu filtrasyonunda ham su içerisindeki patojen mikroorganizmaların giderilmesine de yardımcı olduğu gözlenmiştir. Çıkış suyu kalitesinin iyileştirilmesi için yumaklaştırıcı dozajının aşırı derecede artırılması, filtre ömrünü kısaltmaktadır. Filtre ömrünün kısalması, geri yıkama ihtiyacını sıklaştırmakta, böylece geri yıkama suyu tüketimini artırmaktadır. Daha da önemlisi, fazla yumaklaştırıcı dozunun tıkadığı filtre yatağı, çıkış suyu kalitesinin bozulmasına da sebep olmaktadır.Bu çalışmada, çıkış suyu kalitesini standartlarda tutmak ve makul filtrasyon süreleri elde etmek için yumaklaştırma yardımcısı olarak ultrases kullanılmıştır. İki eş filtre kolonu kullanılarak filtrasyon öncesinde ultrases uygulanan ve uygulanmayan kum filtreleri mukayese edilerek yüzeysel su arıtımında optimum şartlar araştırılmıştır. Yumaklaştırıcı olarak alum ve demir klorür kullanılmıştır. Deneylerde, hem kaolinle hazırlanmış sentetik su hem de Ömerli Havzası'ndan temin edilen yüzeysel su kullanılmıştır. Çıkış suyu bulanıklık ve parçacık sayısı online olarak takip edilmiştir.Ultrasesin yumaklaşmaya yardımcı olduğu bilinmesine rağmen yumaklaşma prosesinin büyük çoğunluğu yumaklaştırıcılar tarafından gerçekleştirilmektedir. Çalışmamızın deney şartları altında alumun yumaklaştırıcı olarak demir klorürden daha etkili olduğu bulunmuş ve hem sentetik ham su ile hem de Ömerli ham suyu ile yapılan deneylerde içme suyu standartlarına, en yakın şekilde, alum ve ultrasesin birlikte kullanımıyla ulaşılabilmiştir. Ultrases şiddetinin belirli bir değere kadar artırılması su kalitesini iyileştirmekte, daha yüksek ultrases şiddetinde ise çıkış suyu kalitesinde herhangi bir iyileşme görülmemekte ve filtre ömrü hemen hemen aynı kalmaktadır.Anahtar kelimeler: Direkt filtrasyon, ultrases, yumaklaşma, yük kaybı, bulanıklık, parçacık sayısı.

Abstract:
In the literature, there are a number of studies in which the ultrasound was found to help the flocculation process. It was also observed that ultrasonic irridation improves the disinfection efficiency. Increasing the flocculant dosage excessively brings about shorter filtration times. As a result, higher frequencies of backwashing is required and thus, the comsumption rate of the water used in backwashing is increased. More importantly, the filter bed clogged by excessive flocculant dosage, causes the effluent quality to deteriorate.In this study, ultrasound was used as a flocculation additive to meet the effluent quality standards and achieve acceptable filtration times. Optimum conditions for surface water treatment was investigated by comparing two identical pilot scale sand filter columns, unpretreated and pretreated with ultrasound. Aluminium sulfate and iron (III) chloride were used as flocculants. In the experiments, both the synthetic raw water prepared with kaolin and the actual raw water provided from Omerli Basin (Istanbul, Turkey) were used. Turbidity and particle count in the effluent were monitored online.Despite the fact that US improves the flocculation process, the majority of the process is carried out by the flocculants. Under the experimental conditions of this study, aluminium sulphate was found to be more effective than iron (III) chloride and in the experiments carried out with both the synthetic and the actual raw water, drinking water standards were best achieved with the combination of aluminium sulphate and ultrasound. Increasing the ultrasound intensity up to a certain point is observed to improve the effluent quality while a higher intensity level is found to be ineffective and the filtration time remains almost the same.Keywords: Direct filtration, ultrasound, coagulation/flocculation, head loss, turbidity, particle count.