Tez çalısmasında konvansiyonel aktif çamur prosesi ile isletilen belediye atıksu arıtma tesisinin farklı kademelerinden (havalandırma havuzu, son çökeltim havuzu, yoğunlastırma havuzu, çürütücü tankı) ve pilot ölçekli bir MBR tesisinden farklı zaman aralıklarında alınan çamur numunelerinin reolojik karakterizasyonu incelenmistir. Çalısmanın ilk asamasında numunelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmis olup, ikinci asamasında ise reolojik özellikler, düsük viskozite değerlerini ölçebilen bir viskozimetre (Brookfield DV-II+Pro) ile belirlenmistir. Rheocalc V3 1.1. programı aracılığıyla deney tiplerine uygun olarak iki program (speed ramp mode ve time to stop mode) olusturulmus, çamur numunelerinin zamana ve kayma hızına karsın göstermis oldukları reolojik davranısları incelenmis ve elde edilen veriler kayıt altına alınmıstır. Bu reolojik veriler mevcut olan dört matematiksel modele (Power Law, Casson, Bingham, Herschel-Bulkley) aktarılmış ve hangi modelin hangi çamur numunesinin reolojik özelliğinin belirlenmesinde daha etkin olduğu hesaplanan R2 ve RMSE değerleriyle saptanmıstır. Bu bağlamda, Power Law Modeli son çökeltim havuzu ve çürütme tankı, Casson Modeli son çökeltim havuzu, Bingham Modeli havalandırma havuzu ve son çökeltim havuzu, Herschel- Bulkley Modeli.de havalandırma havuzu ve son çökeltim havuzu numunelerini en iyi sekilde temsil ettiği sonucuna varılmıstır. Numunelerin katı madde içeriğindeki artısla birlikte viskozite, akma gerilimi ve akıskanlık katsayısı parmetrelerinde artıs; akıs davranıs indeksi değerlerinde ise azalma gözlenmistir. Yapılan araştırmalar sonucunda çamur numunelerinin Newtonyen olmayan bir akıs karakteristiği tasıdıkları tespit edilmistir. Arıtma çamurlarının reolojik özelliklerinin belirlenmesi, arıtma prosesindeki iletim hatlarının ve sistemlerinin projelendirilmesinde, havalandırma havuzundaki karıstırma sartlarının optimize edilmesinde, diğer arıtma ünitelerinin tasarlanmasında, gelistirilmesinde ve dolayısıyla daha verimli bir arıtma tesisinin kurulması ve isletilmesi asamalarında etkin bir rol oynamaktadır. Bu nedenle tez kapsamında elde edilen sonuçların gelecekte yapılacak olan detaylı değerlendirmelere ısık tutacak nitelikte olduğu düsünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Arıtma çamurları, reoloji, kayma gerilmesi, kayma hızı
In this thesis, the rheological characteristics of biological treatment sludges originating from different stages of municipal wastewater treatment plant (aeration tank, secondary clarifier tank, thickening tank, digester tank) and a pilot scale MBR plant were examined. In the first stage, the physical and chemical characteristics of the samples were determined. The next, rheological data were obtained using rotational viscometer (Brookfield DV-II+Pro) equipped with an ultralow adapter or small cylindrical-shaped spindle. Two types of experiments mode (speed ramp mode and time to stop mode) were performed using, Rheocalc V3 1.1 program, and the resulting data was recorded. A total of four mathematical approaches (Power Law, Casson, Bingham, Herschel Bulkley) were used to investigate the fitting of the dependence of the shear stress to the shear rate. The suitability of the mathematical approaches and proposed rheological model were judged by determining the regression coefficient (R2) and root mean square error (RMSE). Considering the performances of the models, the Ostwald Law (power equation) was found to be the best fitting model for secondary clarifier tank and digester tank; Casson equation was found to be the best fitting model for secondary clarifier tank; Bingham and Herschel-Bulkley equations were found to be the best fitting model for aeration tank and secondary clarifier tank. The apparent viscosity, yield stress and consistency index of all sludge samples increased with increasing solid content, while flow behavior index values decreased. The results indicated that all sludge samples have non-Newtonian flow characteristics. Determination of rheological properties of treatment sludges is particularly important in the activated sludge process and waste sludge management (e.g., designing parameters in aeration, stirring, settling, transporting, storing, and spreading operations, or in determining the design requirements for a pumping scheme). Therefore, the results might be considered as a shed light work for further detailed studies and assessments. Keywords: Treatment sludges, rheology, viscosity, shear stres, shear rate
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, 2010.
Kaynakça var.
Tez çalısmasında konvansiyonel aktif çamur prosesi ile isletilen belediye atıksu arıtma tesisinin farklı kademelerinden (havalandırma havuzu, son çökeltim havuzu, yoğunlastırma havuzu, çürütücü tankı) ve pilot ölçekli bir MBR tesisinden farklı zaman aralıklarında alınan çamur numunelerinin reolojik karakterizasyonu incelenmistir. Çalısmanın ilk asamasında numunelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenmis olup, ikinci asamasında ise reolojik özellikler, düsük viskozite değerlerini ölçebilen bir viskozimetre (Brookfield DV-II+Pro) ile belirlenmistir. Rheocalc V3 1.1. programı aracılığıyla deney tiplerine uygun olarak iki program (speed ramp mode ve time to stop mode) olusturulmus, çamur numunelerinin zamana ve kayma hızına karsın göstermis oldukları reolojik davranısları incelenmis ve elde edilen veriler kayıt altına alınmıstır. Bu reolojik veriler mevcut olan dört matematiksel modele (Power Law, Casson, Bingham, Herschel-Bulkley) aktarılmış ve hangi modelin hangi çamur numunesinin reolojik özelliğinin belirlenmesinde daha etkin olduğu hesaplanan R2 ve RMSE değerleriyle saptanmıstır. Bu bağlamda, Power Law Modeli son çökeltim havuzu ve çürütme tankı, Casson Modeli son çökeltim havuzu, Bingham Modeli havalandırma havuzu ve son çökeltim havuzu, Herschel- Bulkley Modeli.de havalandırma havuzu ve son çökeltim havuzu numunelerini en iyi sekilde temsil ettiği sonucuna varılmıstır. Numunelerin katı madde içeriğindeki artısla birlikte viskozite, akma gerilimi ve akıskanlık katsayısı parmetrelerinde artıs; akıs davranıs indeksi değerlerinde ise azalma gözlenmistir. Yapılan araştırmalar sonucunda çamur numunelerinin Newtonyen olmayan bir akıs karakteristiği tasıdıkları tespit edilmistir. Arıtma çamurlarının reolojik özelliklerinin belirlenmesi, arıtma prosesindeki iletim hatlarının ve sistemlerinin projelendirilmesinde, havalandırma havuzundaki karıstırma sartlarının optimize edilmesinde, diğer arıtma ünitelerinin tasarlanmasında, gelistirilmesinde ve dolayısıyla daha verimli bir arıtma tesisinin kurulması ve isletilmesi asamalarında etkin bir rol oynamaktadır. Bu nedenle tez kapsamında elde edilen sonuçların gelecekte yapılacak olan detaylı değerlendirmelere ısık tutacak nitelikte olduğu düsünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Arıtma çamurları, reoloji, kayma gerilmesi, kayma hızı
In this thesis, the rheological characteristics of biological treatment sludges originating from different stages of municipal wastewater treatment plant (aeration tank, secondary clarifier tank, thickening tank, digester tank) and a pilot scale MBR plant were examined. In the first stage, the physical and chemical characteristics of the samples were determined. The next, rheological data were obtained using rotational viscometer (Brookfield DV-II+Pro) equipped with an ultralow adapter or small cylindrical-shaped spindle. Two types of experiments mode (speed ramp mode and time to stop mode) were performed using, Rheocalc V3 1.1 program, and the resulting data was recorded. A total of four mathematical approaches (Power Law, Casson, Bingham, Herschel Bulkley) were used to investigate the fitting of the dependence of the shear stress to the shear rate. The suitability of the mathematical approaches and proposed rheological model were judged by determining the regression coefficient (R2) and root mean square error (RMSE). Considering the performances of the models, the Ostwald Law (power equation) was found to be the best fitting model for secondary clarifier tank and digester tank; Casson equation was found to be the best fitting model for secondary clarifier tank; Bingham and Herschel-Bulkley equations were found to be the best fitting model for aeration tank and secondary clarifier tank. The apparent viscosity, yield stress and consistency index of all sludge samples increased with increasing solid content, while flow behavior index values decreased. The results indicated that all sludge samples have non-Newtonian flow characteristics. Determination of rheological properties of treatment sludges is particularly important in the activated sludge process and waste sludge management (e.g., designing parameters in aeration, stirring, settling, transporting, storing, and spreading operations, or in determining the design requirements for a pumping scheme). Therefore, the results might be considered as a shed light work for further detailed studies and assessments. Keywords: Treatment sludges, rheology, viscosity, shear stres, shear rate