Su ve atıksu arıtma proseslerinin bilgisayar esaslı modellenmesi
Computer-based modeling of water and wastewater treatment processes
Yazar: NECDET CEM AYLA
Danışman: PROF. DR. KAAN YETİLMEZSOY
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment ; Atık su arıtma sistemleri = Waste water treatment systems ; Bilgisayar modellemesi = Computer modelling ; Su arıtma = Water treatment ; Su arıtma tesisleri = Water treatment plants ; Çamur arıtma = Sludge treatment ; İçme suyu arıtma = Drinking water treatment

Özet:
Günlük hayatta karşılaşılan problemlerin matematiksel olarak ifade edilerek bilgisayar ortamında bir yazılım vasıtasıyla çözülüp, tablo ve grafik gibi araçlarla görselleştirilmesine bilgisayar esaslı modelleme denir. Çevre Mühendisliği, birçok mühendislik dalının bileşimi olan multidisipliner bir bilim dalı olduğundan alt alanları ve bu alanlarda ele alınan konularda kullanılan matematiksel hesap yöntemleri oldukça fazladır. Tüm teknik alanlarda olduğu gibi Çevre Mühendisliği alanında çalışanlar için de bilgisayar ve yazılım desteği ciddi bir ihtiyaç hâline gelmiştir. Bu çalışmada; Çevre Mühendisliği alanında iterasyon gerektiren, elle çözümü zor olan ve zaman alan, formül ve parametre yükü fazla olan ve en önemlisi Çevre Mühendisliğinin bütün alt dallarından seçilen 21 hesaplama uygulaması, MATLAB® programı ile modellenmiştir. Modelleme çalışmalarında oluşturulan programların, bu alanda çalışan herkese hitap etmesi önemsenmiştir. Gerçekleştirilen modelleme çalışmaları ile MATLAB® kullanılarak Çevre Mühendisliği problemlerinin çok kısa süreler içerisinde ve yüksek hassasiyette çözülebileceği, zamandan ve enerjiden kayda değer tasarruf sağlanabileceği tespit edilmiştir. Aynı zamanda, bu programlar ile üzerinde çalışılan problemde yer alan parametreler (tank sayısı, sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen konsantrasyonu vb.) xxix
kolayca değiştirilerek prosesin işleyişinin nasıl olacağı, arıtma veriminin ne yönde değişeceği, tank sayısı ve hacminin kirlilik yükü için uygun olup olmadığı, hangi ekipmanlar hangi boyutlarda kullanılırsa en uygun maliyetle dizayn yapılabileceği, elektrik tüketiminin hangi koşullar altında minimize edilebileceği gibi birçok fizibilite çalışması da hızlı ve esnek bir şekilde gerçekleştirilebilmektedir.

Abstract:
Expressing mathematically, solving and visualizing with a computer software of the problems encountered in daily life is called computer-based modeling. Since Environmental Engineering is a multidisciplinary science that is a combination of many engineering branches, its sub-fields and usage of mathematical calculation methods with in these areas are quite much. As in all technical fields, computer and software support has become a necessity for those working in the field of Environmental Engineering. In this study; in the field of Environmental Engineering, 21 calculation applications that require iteration, difficult and time-consuming manual solution, with high formula and parameter load, and most importantly selected from all sub-branches of Environmental Engineering, have been modeled with the MATLAB® program. In modeling studies, it is important that the created programs address to everyone working in this field. With the modeling studies carried out, it has been determined that environmental engineering problems can be solved in a very short time and with high precision by using MATLAB®, and significant savings in time and energy can be achieved. At the same time, by changing the parameters (number of tanks, temperature, pH, dissolved oxygen saturation, etc.) in the problem being worked on with these programs is easy and flexible to determine how the process will work, how the treatment efficiency will change, whether the number and volume of the tanks are suitable for the pollution load, which equipment and dimensions are appropriate and under which circumstance electricity consumption can be minimized.