Enerji ve ekserji analizi kullanılarak atiksu aritma tesislerine yeni trend enerji üretim sisteminin entegrasyonunun değerlendirilmesi
Evaluation of the integration of a new trend energy generation system into wastewater treatment plants using energy and exergy analysis
Yazar: HATİCE KÜBRA ERDOĞAN
Danışman: PROF. DR. BESTAMİ ÖZKAYA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atık su arıtma = Waste water treatment

Özet:
Bu tez çalışmasında bir ileri biyolojik atıksu arıtma tesisinde yeni nesil enerji teknolojisi yardımıyla tesisin elektrik ihtiyacının karşılanma potansiyeli incelenmiştir. Tez kapsamında enerjinin önemi, ülkemizde ve dünyada enerji kullanımı ve bu alandaki durum, atıksu arıtma tesislerinde enerji kullanımı hakkında bilgiler aktarılmıştır. Atıksu içerik özelliklerinin yanında bolluk ve erişim kolaylığı da dikkate alındığında umut verici bir hidrojen kaynağı olarak kabul edilir. Daha iyi bir çevre ve sürdürülebilirlik sağlama amacıyla önemli bir role sahip olan hidrojenin atıksudan üretimi, atıkların ve çevresel etkilerin azaltılması ile birlikte faydalı yan ürünlerin de elde edilmesi açısından önemlidir. Bu doğrultuda çalışmada yeni trend enerji üretim sistemleri, ilgili sistemlerin genel mekanizması ve sistemlerin avantaj-dezavantajlarına yer verilmiştir. Tesisten alınan veriler ışığında atıksu arıtma tesisi için termodinamik bir analiz gerçekleştirilmiştir. Tesis süreçleri, atıksu arıtma tesisi sisteminin verimliliğini analiz etmek için termodinamiğin birinci kanunu (enerji) ve ikinci kanunu (ekserji) parametrelerine dayalı olarak değerlendirilmiştir. Referans olarak alınan biyolojik hidrojen üretim yönteminin atıksu arıtma tesisine entegresi durumunda tesisin enerji ihtiyacının karşılanma potansiyeli değerlendirilmiştir. Sistemin verileri EES (Engineering Equation Solver) programı ile bilgisayar ortamında çözümlenmiş, tesiste sürdürülebilirlik ve enerji verimliliğinin sağlanabilmesi için çeşitli revizyon önerilerinde bulunulmuştur.

Abstract:
In this thesis, the potential of meeting the electricity need of the facility with the help of new generation energy technology in an advanced biological wastewater treatment plant was investigated. Within the scope of the thesis, information about the importance of energy, the use of energy in our country and in the world and the situation in this field, the use of energy in waste water treatment plants are given. Considering the abundance and ease of access in addition to its wastewater content properties, it is considered a promising hydrogen source.The production of hydrogen from waste water, which has an important role in providing a better environment and sustainability, is important in terms of reducing waste and environmental impacts, as well as obtaining beneficial by-products. In this direction, the new trend energy generation systems, the general mechanism of the related systems and the advantages-disadvantages of the systems are included in this study. In the light of the data obtained from the facility, a thermodynamic analysis was carried out for the wastewater treatment plant. The plant processes were evaluated based on the first law (energy) and second law (exergy) parameters of thermodynamics to analyze the efficiency of the wastewater treatment plant system. In case the biological hydrogen production method taken as a reference is integrated into the wastewater treatment plant, the potential to meet the energy needs of the plant has been evaluated. The data of the system were analyzed in computer environment with the EES (Engineering Equation Solver) program, and various revision suggestions were made in order to ensure sustainability and energy efficiency at the facility.