T.C.
ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
2020 SAMSUN
ÇAMUR YÖNETİMİ,KİMYA ODASI,HİDROLİK HESAP
24.12.2020
Çamur Yönetimi
• Çökeltim havuzu tabanından alınan çamur, oldukça düşük katı madde içerir. Çamurun katı
madde oranını artırıp hacmini azaltmak amacıyla suyunun alınması gerekir. Tesiste oluşan
çamurun özelliğinden belirtilmeli ve uygulanması düşünülen çamur işleme adımları kısa
açıklamalar ile verilmelidir. Nihai bertaraf yolu belirtilmelidir.
Çamur Yönetimi
İçmesuyu arıtma tesislerinden çıkan çamurun yoğunlaştırılarak giderimi için en çok kullanılan prosesler şunlardır;
· Çamur yoğunlaştırıcılar
· Kurutma yatakları
· Filtre Pres
· Santrifuj dekantör
Tesislerden çıkan çamur miktarı Tablo’ da verilmiştir.
Çamur Yoğunlaştırma Tankları
Çökeltim havuzları tabanında çökeltilen ve %0.5-1 .5 arasında katı madde içeren çamur bu tanklara alınır. Bu tankların gravite prensibine göre çalışanları olmakla beraber karıştırıcı ekipmanları olanları da bulunur.
Karıştırıcılı tanklarda polielektrolit gibi kimyasal maddeler kullanılabilir.
Tesisin büyüklüğüne, ham su kaynağının türüne ve geliş şekline göre yoğunlaştırıcı tanklarının üst suyu hızlı karıştırıcı yapısına basılarak geri kazanım sağlanabilir.
Çamur Susuzlaştırma Üniteleri
Çamur susuzlaştırma işleminde güneş enerjisiyle buharlaştırma yöntemi veya mekanik yöntemler kullanılır.
Buharlaştırma yöntemi çamur kurutma yatakları ile lagünler,
Mekanik yöntemler ise santrifuj dekantör, filtre pres işlemlerini kapsar.
BUHARLAŞTIRMA YÖNTEMİ
Çamur Kurutma Yatakları ve Lagünler
Çamur kurutma yatakları borulu bir lateral sistem veya gözenekli beton üstüne yerleştirilen bir kum
tabakasından oluşur. Kumun üstüne yayılan çamur, drenaj ve buharlaşma yoluyla susuzlaştırılır. Lagünler zeminde kazılmış ters dikdörtgen kesik piramit şeklinde veya toprak seddelerdir.
MEKANİK YÖNTEMLER
Bu yöntemler özellikle soğuk iklimlerde ve yeterli alan bulunmayan büyük tesislerde çamur yoğunlaştırma tanklarından çıkan çamurları susuzlaştırmak için kullanılır. Bu ekipmanlar yeterli büyüklükteki bir bina içine yerleştirilir.
Bu ünitelerin girişinde polielektrolit gibi kimyasal maddeler kullanılır. Oluşan çamur keklerinin kamyonlara boşaltılmasını sağlayan konveyör veya benzeri sistemler düşünülmelidir.
Filtre Pres (https://www.youtube.com/watch?v=fl4LTzu2iQQ)
Yoğunlaşmış çamur; 7-8 bar veya bazen 14-16 bar basınç altında süzülüp 25-35 mm kalınlığında % 20-30 kuru katı madde içeren çamur keklerine dönüştürülerek ayrılır. Ankastre plakalı veya membranlı presler
kullanılmaktadır. Filtre preslerde katı madde tutma oranı %98 ve üzerinde olmalıdır. Filtrelerde oluşan çamur keki ünitenin altında konumlandırılan boşaltma hunisine alınarak vidalı konveyörler vasıtasıyla atılır.
MEKANİK YÖNTEMLER
Santrifuj Dekantörler (https://www.youtube.com/watch?v=4vA4ZOoh_Gk) Bu makineler merkezkaç kuvveti ile katı maddeyi sudan ayırma prensibi ile
çalışmaktadır. Yüksek devirlerde (2500-4000 dev/dak) dönerek çamuru tambur çeperine doğru savurarak sudan ayırmaktadır. Bu işlem sonunda çıkan alum çamurunun katı madde oranı %15-25 olarak alınabilir. Bu oran kireç çamurunda daha yüksek olabilir.
KİMYA ODASI
• Tesiste kullanılacak kimyasal maddenin hazırlandığı bu kısımda, farklı kimyasallar için uygun çözeltiler hazırlamak üzere tank ve karıştırıcılar bulunur.
• Hazırlanan kimyasallar buradan dozaj pompaları ve kimyasal madde iletim hatları ile ilgili ünitelere gönderilir.
• Kullanılan her kimyasal için belirli bir miktar stok bulundurulmalıdır. Ancak bu noktada
kimyasalın yapısının bozulmaması esastır. Dolayısıyla her bir kimyasal için farklı stokta
bekletme süreleri uygulanmaktadır.
KİMYA BİNASI
Kimyasal maddelerin depolama alanı ortalama doz, çözelti tankları hacmi ve dozlama pompaları kapasitesi ise maksimum doz esas alınarak projelendirilir.
Kimya binası iki bölümden oluşur. Bunlar, 1 . Kimyasal madde depolama bölümü
2. Kimyasal çözelti hazırlama ve dozlama bölümü
Depolama bölümü, kimyasal madde getiren kamyonların kolaylıkla yanaşabileceği şekilde zemin katta olmalıdır.
Çözelti hazırlama tanklarının üst kapak seviyesi zemin kat tabanı ile aynı kotta olmalı, çözelti tankları zemine gömme, çözelti dozlama pompaları ise çözelti tank tabanından emiş yapabilecek şekilde bodrum katta olabilir.
Kimya binasında ayrıca kontrol odası, ofis ve soyunma odası da bulunur.
KİMYASAL MADDELERİN DEPOLANMASI
Torbalar içinde temin edilen kimyasal maddeler (alum, kireç, polielektrolit, aktif karbon ve
potasyum permanganat) ambar döşemesindeki ahşap paletler üzerine üst üste h= 1 ,5 – 2,0m olacak şekilde yerleştirilir. Değişik kimyasal maddeler ve torbalar birbirleri ile temas etmeyecek şekilde ara bölmelerle depolama alanları ayrılır. (Aktif karbon depolama alanı
diğer kimyasal madde depolama alanlarından uzakta ve bağımsız olmalıdır).
Toz veya granül haldeki kimyasal maddeler tesis kapasitesine bağlı olarak, çözelti hazırlama tankına manuel veya mekanik olarak konveyör v.b. vasıtasıyla iletilir.
Kimyasal madde deposunun, tozlu ve kirli kimyasal maddelerin makina ve temiz alanları etkilememesi için diğer bölümlerden tecrit edilmesine özen gösterilmelidir. Deponun
havalandırması ve taban temizliği için gerekli drenaj sistemi düşünülür. Çözelti hazırlaması için gerekli kimyasal madde tartımı için bir ağır yük tartısı depo kısmına konulur.
HİDROLİK HESAP
Hidrolik hesap yöntemi 1970’li yılların sonunda kullanılmaya başlanmış ve daha öncesinde boru çaplarını belirlemek için kullanılan tablo metodunun kullanımı sınırlandırılmıştır.
Hidrolik hesaplarda, sistemin bir bölümü suyun en zor ulaşacağı alan kritik alan olarak tanımlanır.
Bu alan içinde yer alan tüm sprinklerden aynı anda su boşalacağı simülasyonu ile beklenen en kötü durum yaratılır. Hidrolik hesaplar en kritik alan için ihtiyaç duyulan boru çapını belirler.
*sprink:üzerine bir su dağıtım boru sistemine yeterli basınç ve akış sağlayan sistem
BORULAMA VE HİDROLİK HESAPLAR
Basınçlı ortamda suyun iletilmesini sağlayan atmosfere kapalı yapılara borulu sistemler denir.
Normal şartlar altında suyu kısmen dolu olarak geçiren yapılar ise açık kanallardır.
Boru ve açık kanallarda cereyan eden akımlarda aynı hidrolik prensipler geçerlidir, dolayısıyla her iki akıma ait hidrolik problemleri çözümünde aynı temel formüller kullanılır.
Arıtma tesisi tasarımı projesinde, arıtma üniteleri, bağlantı boruları ve diğer detaylar
yerleştirildikten sonra boru hattı boyunca sürtünme kayıpları ve arıtma ünitelerindeki yük kayıpları hesaplanır.
Hidrolik profil, arıtma tesisindeki hidrolik seviye hattının su yüzeyi profili olarak grafik ile gösterilmesidir.
Proje üzerinde arıtma üniteleri ve boruların konumları, suyun cazibe ile akabilmesini sağlamak üzere gerekli hidrolik eğim verilerek belirlenir.
Tanımlar
Bağlantı boruları ve kanallardaki toplam kayıp aşağıdakilerin toplamıdır:
a. Giriş yük kaybı, b. Çıkış yük kaybı,
c. Daralma ve genişleme yük kaybı, d. Sürtünme (sürekli) yük kaybı,
e. Dirsek, ara bağlantılar, kapak, vana ve metrelerdeki yük kaybı, f. Savak ve diğer hidrolik kontroller için gereken yük,
g. Serbest düşme için gereken (yük),
h. Arıtma tesisinin ilerideki genişleme ihtimaline karşı bırakılan yük.
Yük Kayıplarının Hesaplanması
Boru veya kanalın genişlediği veya akımın doğrultu değiştirdiği yerlerde hızın büyüklüğünün ve doğrultusunun değişmesi nedeniyle enerji kayıpları meydana gelir. Bunlar yersel (lokal) enerji (yük) kayıplarıdır.
Sürekli yük kaybı ise boru hattı boyunca akış uzunluğu ile orantılı olan yük kayıplarıdır.
Akış yolunun kısa olduğu durumlarda yersel yük kayıpları daha fazla önem kazanır.
Bernoulli teoremi: Sürtünmesiz akış şartlarında (ideal akışkan hali), sıkıştırılamayan akışkanlar için akışkan taneciğinin potansiyel, basınç ve hareket (kinetik) enerjisi toplamı sabittir. İdeal akış şartlarında akışkanın mekanik enerji korunumu Bernoulli denklemi ile ifade edilebilir.
Dairesel Kesitli Hatlarda Yersel Yük Kayıplarının Hesaplanması
Dairesel kesitli hatlardaki akış şartlarında yersel yük kaybı hesaplamalarında aşağıdaki formül kullanılmaktadır. Bu formül, hattın herhangi bir noktasında mevcut genişleme ve daralma ile vana, dirsek ve benzeri bağlantıların olması durumunda, bu noktadaki basınç kaybı hesabında kullanılır. Bu bağlantıların cinsine ve niteliğine bağlı olarak yersel yük kaybı katsayıları (k)
değişmekte olup k’ nın değeri yük kaybını etkiler
HİDROLİK HESAPLARDA YAPILAN HATALAR
Hidrolik hesapların her adımında, giriş yapılan verilerin doğruluğu hidrolik hesap sonucuna etki eden en önemli parametredir. Hidrolik hesaplarda çoğunlukla hata yapılan konular aşağıdaki alt başlıklarda ele alınarak, hatalı veri girişinin hidrolik hesap sonucu üzerine etkisi incelenmektedir.
1- Hidrolik hesap yapılacak mahalin tespiti 2- Yoğunluk ve operasyon alanı tespiti
3- Minimum debi ve basıncın belirlenmesi 4- Sürtünmeye bağlı basınç kayıpları
5- Yükseklik farkına bağlı basınç kayıpları 6- Yangın pompa eğrisi
7- İlave su ihtiyaçları
