İçme suyu arıtma tesislerinde ozon kullanımının organik kirleticiler üzerine etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the removal of organic pollutants by using ozone in drinking water treatment
Yazar: ERDİNÇ DUMLU
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN TOPAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Ozonlama = Ozonation ; Su arıtma = Water treatment ; İçme suyu = Drinking water

Özet:
Bu çalışmada, ozonun içme suyu olarak barajlarda biriktirilen suyun biyo-bozunur çözünmüş organik kirleticileri artırma potansiyeli ile bağlantılı olarak dezenfeksiyon parametrelerinden asitlik derecesi, bulanıklık, KOİ, için oksidasyon süreçlerinde ozonun etkinliğini incelemeyi amaçlamıştır. Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bileşik Isıl Güç Laboratuvarında kurulu olan deney düzeneğinde, 1000 ml kapasiteli yarı kesikli bir reaktörde, Ankara Kesikköprü ve Çamlıdere Barajlarına ait olan ham su numuneleri üzerinde, içme suyu arıtma performansının belirlenmesi üzerine deneysel çalışmalar yapılmıştır. Baraj sularından alınan örneklerin karşılaştırılması amacıyla kirlilik derecesi yüksek bir kuyu suyu örneği aynı deneylere tabi tutularak kıyaslama yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda uygulama parametreleri literatür taraması sonuçlarına göre belirlenmiş olup, her bir parametre sıra ile sabit tutularak verimsel değerlendirmeler ve karşılaştırma metodu kullanılarak yapılmıştır. Bu kapsamda ozonun su arıtma performansı üzerindeki etkileri zaman sabit tutularak 1 dakikalık temas süresine bağlı olarak 0,36, 0,54 ve 0,72 µg/L ozon konsantrasyonları uygulanmıştır. Deneysel çalışmalar sonunda elde edilen su numuneleri KOİ, Asitlik Derecesi (pH), iletkenlik, renk, bulanıklık, ve sertlik ve diğer bazı içme suyu uygunluk parametreleri ASKİ Laboratuvarında analiz edilmiş ve TSE 266 İçme Suyu Standardına göre değerlendirilmiş ve literatürde yapılan çalışma sonuçları ile sürecin parametrik değerleri karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), iletkenlik, pH, renk, bulanıklık, sertlik miktarı ve diğer bazı parametrelerinin ozonlama ile uygun konsantrasyonlarda olduğunu göstermiştir. Deneyler sonucunda ayrıca, aldehitlerin ve karboksilik asit oluşumunun ozon konsantrasyonu ve maruz kalma süresi ile önemli ölçüde ilişkili olduğunu ve ozonun içme suyu arıtma verimliliğini artırabileceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the effectiveness of ozone in oxidation processes for disinfection parameters such as acidity degree, turbidity, COD, in connection with the potential of ozone to increase the biodegradable dissolved organic pollutants of water accumulated in dams as drinking water. In order to determine the drinking water treatment performance, raw water samples was taken from Ankara Kesikköprü and Çamlıdere Dams. Experimental studies were carried out by using a 1000 ml capacity semi-batch reactor in the experimental setup established in the Mechanical Engineering Combined Heat Power Laboratory at Gazi University Faculty of Engineering. In experimental studies, application parameters were determined according to the results of the literature review and each parameter was kept constant in order to make evaluations in terms of efficiency. For this purpose, 0.36, 0.54 and 0.72 µg/L O3 ozone concentrations were applied depending on the 1 minute contact times on the effects of ozone on water treatment performance. The water samples obtained at the end of the experimental studies were evaluated with parameters such as COD, Total Nitrogen Amount, Acidity Degree (pH), conductivity, color, turbidity, Sulfate Amount. It was made in accordance with TSE 266 Drinking Water Standard and the results of the studies in the literature were compared with the results of the process. As a result of the study, The experiment's results show that the most suitable time and concentration were found as concentration for the highest degradation of chemical oxygen demand (COD), conductivity, pH, color, turbidity, hardibility amount. The experiment also revealed that aldehydes and carboxylic acid formation were significantly correlated with ozone concentration and exposure time, and ozone could improve drinking water treatment efficiency.