A Model for optimal design and operation of land treatment systems for oily wastes
Petrollü atıklar için toprakta arıtma sisteminin optimum tasarımı ve işletilmesine yönelik bir model
- Tez No: 75979
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KAHRAMAN ÜNLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: petrollü atık, toprakta arıtım sistemi, kirletici taşımını, doğrusal olmayan programlama, atık optimizasyonu vııı, Arıtma sistemleri, Endüstriyel atıklar, Petrol, Toprak, oily waste, land treatment system, contaminant transport, nonlinear programming, waste optimization, Treatment systems, Industrial wastes, Petroleum, Soil
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz PETROLLÜ ATIKLAR İÇİN TOPRAKTA ARITMA SİSTEMİNİN OPTİMUM TASARIMI VE İŞLETİLMESİNE YÖNELİK BİR MODEL Sedat Kıvanç Yüksek Lisans, Çevre Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Kahraman Ünlü Eylül 1998, 133 sayfa Tehlikeli atıkların toprakta arıtımı, tehlikeli atığın toprak yüzeye veya belli bir derinliğe kontrollü uygulanması ve eş zamanlı olarak atıktaki tehlikeli kimyasal bileşenlerin parçalanmasının, dönüşümünün ve sabitlenmesinin sürekli denetimi ve yönetimidir. Doğru tasarım anlamında, toprakta arıtım teknolojisinin etkinliğini geliştirirken, sistemin optimum işletimi, çeşitli kontrol süreçlerini ve etkenlerini olduğu kadar bunların karşılıklı etkileşmelerini de anlamayı gerektirmektedir. Matematiksel modeller bu anlamda oldukça faydalı bir araç olarak düşünülebilir. Bu çalışma petrol bazlı hidrokarbon içeren atıkların toprakta arıtma sistemi ile optimum tasarım ve işletilmesine yönelik yararlı bir matematiksel model tanımlamaktadır. viModel, sistem benzeşimi ve optimizasyon altmodellerinden oluşmaktadır. Kavramsal olarak sistem benzeşimi altmodeli“atık karıştırma bölgesi”ve“aşağı arıtma bölgesi”modüllerini içerir. Atık karıştırma bölgesi, tüm hidrokarbon bileşenlerinin kütleleri için toplam faz kütle denge ifadesini kullanan“tam-karışık reaktör”tipinde işletilir. Hidrokarbon kaynağının zamanla tükenmesinin, suyun atık karıştırma bölgesine doğru sızması, uçucu bileşkeler için toprak yüzeyinden atmosfere buharlaşma kaybı ve parçalanabilir organik bileşenlerin biyolojik parçalanması yoluyla olduğu öngörülmüştür. Atık karıştırma bölgesindeki biyo-parçalanmanın birinci derece tepkime kinetiklerine uyduğu varsayılmıştır. Organik kirleticilerin sızıntı suyundaki konsantrasyonu hidrokarbon fazındaki kütle miktarına bağlı olarak değişim gösterir. Aşağı arıtma bölgesinde su akışının tek-boyutlu düşey, birim gradyan şeklinde olduğu ve net su debisi ile hidrolik iletkenlik fonksiyonuna bağlı olarak nem miktarı tarafından kontrol edildiği varsayılır. Aşağı arıtma bölgesi içinde taban suyuna doğru kirletici taşınması, doğrusal absorpsiyon ve birinci derece biyo-parçalanmaya bağlı olarak kütlesel taşınım ve dağılma ile meydana gelir. Sistem benzeşimi altmodeli periyodik atık uygulamasına olanak tanır ve sistemdeki toplam faz ve sıvı faz kirletici derişimleri ile su miktarı gibi durum değişkenlerinin zamana ve mekana bağlı değişimlerini belirler. Sistem benzeşimi altmodeliyle ilişkili optimizasyon altmodeli ise, atık yükleme miktarı, infıltrasyon oranı, su hacmi, atık uygulama sıklığı ve toprakta arıtma sisteminin boyutları gibi sistem değişkenlerinin optimum değerlerini saptar. Sistem kontrol değişkenlerinin optimizasyonu, atık karıştırma bölgesindeki hidrokarbon kütle gideriminin viibelirlenmiş bir su kalitesinin akiferde sağlanması koşuluyla maksimizasyonu ile yapılır. Seçilen model senaryoları ile modelin uygulanabilirliği ve kılanımı örneklerle sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT A MODEL FOR OPTIMAL DESIGN AND OPERATION OF LAND TREATMENT SYSTEMS FOR OILY WASTES Kıvanç, Sedat M.Sc, Department of Environmental Engineering Supervisor: Assoc. Dr. Kahraman Ünlü September, 1998, 133 pages Hazardous waste land treatment is the controlled application of hazardous waste onto or into the surface horizon of the soil accompanied by continued monitoring and management, to degrade, transform or immobilize the hazardous constituents in the waste. Improving the effectiveness of the land treatment technology in the sense of proper design, optimal operation requires an understanding of these various controlling processes and factors as well as their interactions. Mathematical models can be considered as a powerful tool for such an understanding and application of land treatment systems. This study describes a useful tool for optimal design and operation of land treatment systems for petroleum hydrocarbon containing wastes.The model is composed of a system simulation and an optimization submodels. Conceptually, the system simulation submodel is composed of a“waste mixing zone”and“lower treatment zone”modules. The waste mixing zone is treated as a“complete-mix reactor”using a mass balance expression for the phase summed total mass of hydrocarbon components present in the soil- waste mixture. Depletion of hydrocarbon source over time is assumed to occur due to combined effects of leaching by percolating water through the waste mixing zone, to diffusive losses to the atmosphere from the ground surface for volatile components and to biodegradation for biodegradable organic compounds. Biodegradation in the waste mixing zone is assumed to follow a first order reaction kinetics. Organic contaminants are assumed to exhibit leachate concentration that are proportional to mass fraction in the hydrocarbon phase. In the lower treatment zone, vertical one-dimensional, unit gradient unsaturated leachate flow is assumed at a moisture content controlled by the net water flux and the unsaturated hydraulic conductivity function. Contaminant transport through the lower treatment zone into the water table occurs by advection and dispersion with linear adsorption and first-order decay. The system simulation submodel allows for periodic waste applications and determines the spatial and temporal variation of the state variables such as phase summed (total) and aqueous phase contaminant concentrations and water content in the system. The optimization submodel coupled with the system simulation submodel determines the optimal values of IVsystem control variables, such as waste loading rate, infiltration rate, water content, frequency of waste application and the dimensions of land treatment system. Optimization of the system control variables is accomplished by maximizing the hydrocarbon mass removal from the waste mixing zone under the constraint of satisfying a prescribed water quality criteria at the aquifer. Selected model scenarios are presented to demonstrate the applicability and utilization of the model.
Benzer Tezler
- Sönümlemeli kanallarda kafes kodlamalı sistemler için birleşik serpiştirme tekniği
Combined interleaving technique for trellis coded systems in feding channels
ERSİN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT AYGÖLÜ
- GPS ölçmelerinin planlanması ve ağ tasarımı
Başlık çevirisi yok
ERSOY ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSOY ASLAN
- Uydu verileri ile İstanbul Boğazı ve Haliç'de su kirliliğinin makro düzeyde belirlenmesi
Intrepretation at macro level as pollution of water resources of remotely sensed data of Bosphorus and golden horn estuary by an unsupervised and supervised classification method
H.GONCA COŞKUN
- Hücresel yapay sinir ağları için iki öğrenme algoritması ve görüntü işleme uygulamaları
Two learning algorithms for cellular neural networks and their image processing applications
SİNAN KARAMAHMUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. CÜNEYT GÜZELİŞ