Türkçe metni rahat izleyebilmeniz için, "browser" ýnýzýn "document encoding" ini "Turkish" olarak deðiþtirdiniz mi ? ...

Kullanýlmýþ Sularýn Arýtýlmasý...
2.Ara Sýnav Sorularý ve Çözümleri...

Soru - 1 :
Damlatmalý filtrede oluþan biyofilm kopma sürecini kýsaca açýklayýnýz.
Yanýt - 1 :
Sabit bir ortam (dolgu malzemesi) üzerinde oluþan biyofilm tabakasý 2 neden ile kopar. 1.si yukarýdan aþaðýya doðru olan su akýmýnýn yarattýðý kesme kuvveti. 2.si üst tabakalara temel görevine sahip, dolgu malzemesine yapýþýk olan biyofilm kitlesinin yeterli besin ve çözünmüþ oksijenden yararlanamamasý nedeni ölmesi.

Soru - 2 :
Mekanik havalandýrmalý lagünlerde mevsimsel etkilerin çýkýþ suyu kalitesini nasýl etkilediðini açýklayýnýz.
Yanýt - 2 :
Mekanik havalandýrmalý lagünler yüksek alýkonma sürelerine, dolayýsý ile yüksek hacimlere ve özellikle yüksek yüzey alanlarýna sahiptirler. Yüzey alanýnýn büyük olmasý dýþ hava (atmosfer) koþullarýndan daha fazla etkilenmesine neden olur. Isý transferi, yaz aylarýnda daha yüksek kýþ aylarýnda ise daha düþük olacaktýr. 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý sýcaklýða baðlýdýr.

k_T = (k₂₀) (THETA)^{T - 20}

Burada ;
k_T : T ^O C'deki 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý (1/gün)
k₂₀ : 20 ^O C'deki 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý (1/gün)
THETA : Sýcaklýk düzeltme terimi
T : Lagün su sýcaklýðý (^O C)

Bir tam karýþýmlý mekanik havalandýrmalý lagün için;

C_E = (C_O) / [ 1 + (k) (t) ]

denklemi uygulanacaktýr. Burada;
C_O : Giriþ BOÝ₅ konsantrasyonu (mg/L)
C_E : Çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu (mg/L)
k : 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý (1/gün)
t : Hidrolik alýkonma süresi (gün)

Örnek hesap;

k₂₀ = 1.30 1/gün
C_O = 250 mg/L
T_KIÞ = 3 ^O C
T_YAZ = 28 ^O C
t = 12 gün
THETA = 1.030

k_{3 - KIÞ} = (1.30) (1.030)^{3 - 20} = 0.79 1/gün
k_{28 - YAZ} = (1.30) (1.030)^{28 - 20} = 1.65 1/gün

C_{E - KIÞ} = (250) / [ 1 + (0.79) (12) ] = 24 mg/L
C_{E - YAZ} = (250) / [ 1 + (1.65) (12) ] = 12 mg/L

Görüleceði üzere, yaz aylarýndaki çýkýþ suyu kalitesi kýþ aylarýndakinden 2 kat daha fazladýr.
SONUÇ :
Dýþ ortam (atmosfer) sýcaklýðý doðal olarak lagün su sýcaklýðýný arttýracak ve bunun sonucunda 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý da artacaktýr.

Soru - 3 :
Bir tam karýþýmlý klasik aktif çamur süreci tasarým kapasitesi dolduðu için 20 mg/L’lik BOÝ₅ alýcý ortam standardýný saðlayamamaktadýr. Söz konusu sürecin iyileþtirilmesi amacý ile bir adet piston akýmlý biyodisk ünitesinin aktif çamur sürecinden önce seri olarak kullanýlmasý planlanmaktadýr.
(a) Verileri kullanarak alýcý ortam standardýnýn karþýlanýp karþýlanamayacaðýný belirleyiniz.
(b) Karþýlanmamasý durumunda seri olarak uygulanmasý gereken biyodisk sayýsýný bulunuz.

Genel veriler
Atýksu sýcaklýðý, T = 18 ^O C
Ön çökeltimden geçmiþ atýksuyun BOÝ₅ konsantrasyonu, C_O = 250 mg/L
Aktif çamur süreci ile ilgili veriler
Ortalama hidrolik alýkonma süresi, t = 6 saat
20 ^O C için 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý, k₂₀ = 1.50 1/gün
Sýcaklýk düzeltme terimi, THETA = 1.085
Biyodisk süreci ile ilgili veriler
Ortalama hidrolik alýkonma süresi, t = 2 saat
20 ^O C için 1.derece BOÝ₅ giderim hýz katsayýsý, k₂₀ = 0.95 1/gün
Sýcaklýk düzeltme terimi, THETA = 1.075

Yanýt - 3 :

(a)
- Aktif çamur sürecinin önünde planlanan piston akýmlý biyodisk ünitesi çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu :
k_18-BD = (0.95) (1.075)^{18 - 20} = 0.82 1/gün
C_E-BD = (C_O) EXP [ - (k_18-BD) (t) ] = (250) EXP [ - (0.82) (2/24) ] = 233.5 mg/L
- Biyodiskten sonra yer alan tam karýþýmlý aktif çamur süreci çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu :
k_18-AÇ = (1.50) (1.085)^{18 - 20} = 1.27 1/gün
C_E-AÇ = (233.5) / [ 1 + (1.27) (6/24) ] = 177.2 mg/L

177.2 mg/L'lik nihai çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu 20 mg/L'lik alýcý ortam standardýndan büyüktür.

(b)
- Aktif çamur süreci çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonunun 20 mg/L olabilmesi için giriþ BOÝ₅ konsantrasyonu ne olmalýdýr ?
20 = (C_Ý-AÇ) / [ 1 + (1.27) (6/24) ]
C_Ý-AÇ = 26.4 mg/L
- Aktif çamur ünitesinden önce yer alacak birbirine seri baðlý piston akýmlý biyodisklerin giriþ BOÝ₅ konsantrasyonu 250 mg/L'dir. Çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu ise 26.4 mg/L olmak zorundadýr. Bunu saðlamak için gerekli biyodisk sayýsý :
26.4 = (250) { EXP [ - (0.82) (2/24) ] } ^N-BD
N-BD = 34 adet

Soru - 4 :
Özellikleri birbirinin ayný olan 6 adet biyodisk ünitesi birbirine seri olarak baðlanmýþtýr. Aþaðýdaki verileri kullanarak istenenleri bulunuz. Tasarýmda "Hartman" yöntemi esas alýnacaktýr.

Veriler
- Atýksu debisi : Q = 750 m³/gün
- Tasarým nüfusu : N = 3,000 kiþi
- Ön çökeltme havuzunda gerçekleþen BOÝ₅ giderme verimi : E_ÖÇ = % 30
- Disk çapý : D = 3.00 m
- Etkin þaft uzunluðu : L = 4.00 m
- Disk kalýnlýðý : t = 1 cm
- Disk aralýklarý : b = 2 cm

Ýstenenler
(a) Birinci ünitenin organik yükleme hýzý (dilim yükü) kriterine bakýlmaksýzýn, bu sürecin % 90 verimde arýtabileceði ham atýksu (ön çökeltme havuzu giriþi) BOÝ₅ konsantrasyonu en fazla ne mertebede olmalýdýr ?
(b) Bu koþullar altýnda birinci ünitenin organik yükleme hýzý (dilim yükü) nedir ?
(c) Birinci ünitede olmasý gereken maksimum organik yükleme hýzý (dilim yükü) kriteri dikkate alýndýðýnda, bu ünitede olmasý gereken disk sayýsý ne olmalýdýr ?
(d) Birinci ünitedeki disk sayýsýný arttýrmadan, 6 adet ünitenin yerleþimi nasýl düzenlenebilir ?
(e) 6 adet ünite için gerekli toplam motor gücü ne olmalýdýr ?

Yanýt - 4 :

(a)
Sürecin akým þemasý ;



C_O : Ön çökeltme havuzuna giren BOÝ₅ konsantrasyonu (mg/L)
C_G : Biyodisk sürecine giren BOÝ₅ konsantrasyonu (mg/L)
C_Ç : Son çökeltme havuzu çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu (mg/L)

- Bir biyodiskteki disk sayýsý ;
400 = (n₁) (1) + (n₁ - 1) (2)
n₁ = 134 adet
- Bir biyodiskteki toplam yüzey alaný ;
A₁ = (2) (134) [(PI) (3.00²) / (4)] = 1,894.38 m²
- Süreçteki toplam yüzey alaný ;
A_T = (6) (1,894.38) = 11,366.28 m²
- Atýksu debisi = 750 m³/gün = 0.52 m³/dakika
- Nüfusa baðlý düzeltme faktörü

Nüfus	Düzeltme Faktörü
< 400	1.50
400 - 1,500	1.40
1,500 - 5,000	1.25
5,000 - 10,000	1.15
> 10,000	1.00

- k_D = 1.25
- Düzeltilmiþ atýksu debisi = (1.25) (0.52) = 0.65 m³/dakika
- Özgül alan = (11,366.28 m²) / (0.65 m³/dakika) = 17,486.58 (m²) / (m³/dakika)



- Sürece girebilecek maksimum BOÝ₅ konsantrasyonu 300 mg/L'dir.
- Ön çökeltme havuzuna girebilecek maksimum BOÝ₅ konsantrasyonu = (300) / ( 1 - 0.30 ) = 429 mg/L

(b)
- Biyodisk sürecinin ilk ünitesine giren BOÝ₅ konsantrasyonu = 300 mg/L = 300 g/m³
- Düzeltilmiþ atýksu debisi = (0.65 m³/dakika) (1,440 dakika/gün) = 936 m³/gün
- Ýlk ünitenin BOÝ₅ yükü = (300 g/m³) (936 m³/gün) = 280,800 g/gün
- Ýlk ünitedeki toplam biyodisk yüzey alaný = 1,894.38 m²
- Ýlk ünitenin organik yükleme hýzý = (280,800 g/gün) / (1,894.38 m²) = 148.23 g/m².gün
- Bu deðer, ilk ünite için verilen 100 g/m².gün'lük sýnýr deðeri aþmaktadýr.

(c)
- Ýlk ünitenin BOÝ₅ yükü = (300 g/m³) (936 m³/gün) = 280,800 g/gün
- 100 g/m².gün'lük sýnýr deðer için gerekli yüzey alaný = 280,800 / 100 = 2,808 m²
- Bir diskin toplam yüzey alaný = (2) [(PI) (3.00²) / (4)] = 14.14 m²
- Ýlk ünitede bulunmasý gereken disk sayýsý = 2,808 / 14.14 = 199 adet

(d)
- Ýki ünite giriþte paralel olarak düzenlenebilir



(e)
- 3 m çapýnda diskler taþýyan þaft 75 W/m'lik birim güce sahip olmalýdýr
- Gerekli toplam güç = (6) (4.00) (75) = 1,800 W = 1.80 kW

Soru - 5 :
Bir beldenin evsel nitelikli atýksularýný arýtmak amacý ile özellikleri birbirinin ayný olan 2 adet yüksek hýzlý damlatmalý filtre birbirine seri olarak baðlanmýþ ve iki kademeli damlatmalý filtre süreci oluþturulmuþtur. Aþaðýdaki verileri kullanarak istenenleri bulunuz. Tasarýmda "NRC" yöntemi esas alýnacaktýr.

Veriler
- Atýksu debisi : Q = 10,000 m³/gün
- Ham atýksu (ön çökeltme havuzu giriþi) BOÝ₅ konsantrasyonu : C_O = 300 mg/L
- Ön çökeltimde gerçekleþen BOÝ₅ giderme verimi : E_ÖÇ = % 30
- Geri çevrim oraný : R = % 300
- Damlatmalý filtre çapý : D = 13 m
- Derinlik : h = 2.00 m

Dönüþüm verileri
- 1 feet (ft) = 0.3048 m
- 1 libre (lb) = 0.4536 kg
- 1 galon (g) = 3.7853 L

Ýstenenler
(a) 1.kademedeki damlatmalý filtre veriminin 2.kademedeki damlatmalý filtre verimine eþit olabilmesi için 2.kademedeki damlatmalý filtreye giren BOÝ₅ konsantrasyonu ne olmalýdýr ?
(b) Bu koþullar altýnda, basit verim eþitliði uyarýnca, 2.kademedeki damlatmalý filtre çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu ne olur ?
(c) Bu çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonunun 10 mg/L gibi oldukça sýký bir alýcý ortam standardýný saðlamasý istendiðinde, giderme verimi ayný olmak þartý ile, 2.kademedeki damlatmalý filtre çapý, filtre yüksekliði ayný kalmak koþulu ile ne olmalýdýr ?

Yanýt - 5 :

(a)
- Ön çökeltme havuzu çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu = (1 - 0.30) (300) = 210 mg/L
- 2.kademe damlatmalý filtre çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu = 20 mg/L (KABUL)
- E₁ = [(210) - (C_E-1)] / (210)
- E₂ = [(C_E-1) - (20)] / (C_E-1)
- E₁ = E₂
- C_E-1 = 65 mg/L
- E₁ = E₂ = % 69

(b)
- 2.kademe damlatmalý filtre çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu = 20 mg/L

(c)
- Sürecin çýkýþ BOÝ₅ konsantrasyonu = 10 mg/L
- Sürecin toplam BOÝ₅ giderme verimi = (210 - 10) / (210) = % 95
- E₁ = E₂
- E₁² - 2 E₁ + 0.95 = 0
- E₁ = E₂ = % 78
- 1.filtrenin BOÝ₅ yükü = (210) (10,000) (10^{- 3}) = 2,100 kg/gün = 4,629.6 lb/gün
- 2.filtrenin BOÝ₅ yükü = (1 - 0.78) (4,629.6) = 1,018.5 lb/gün
- F = (1 + 3) / [1 + (1 - 0.90) (3)]² = 2.37
- 2.filtrenin hacmi
78 = (100) / { [1 + (0.0561 / 1 - 0.78)] [(1,018.5) / (V) (2.37)] }
V = 0.35 x 10 ³ ft ³ = 107 m ³
- 2.filtrenin yüzey alaný = (107) / (2.00) = 53.5 m ²
- 2.filtrenin çapý = [(4) (53.5) / (PI)]^{1 / 2} = 8.25 m