FBE- Çevre Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 493
-
ÖgeEvsel atıksu arıtma tesislerinin optimum tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1995-06-30)Bu tez çalışmasında, temel olarak evsel atıksu arıtma tesislerinin optimum tasarımı incelenmiştir, özellikle sistem verimini önemli ölçüde etkilediği bilinen aktif çamur ünitesi son çökeltme havuzuna ilişkin hesaplar akı modeline göre yapılmış ve bunun sistem seçimine olan etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla çeşitli maliyet kriterlerinin minimum yapılmasını sağlayacak sistemin seçimi, çeşitli debilerde incelenmiş sonuçlar tablo ve grafik olarak verilmiştir. Tezin birinci bölümünde, bu tez çalışmasının amaç ve kapsamı açıklanmıştır. İkinci Bölümde, modellerin çözümünde kullanılan optimizasyon tekniklerinden genel olarak bahsedilmiş, tez çalışmasında kullanılan tamsayı programlama tekniği daha detaylı bir şekilde incelenmiş, ayrıca arıtma sistemlerinin optimizasyonu konusunda daha önce yapılmış çalışmalar sunulmuştur. Ayrıca çalışma sırasında kullanılan ve EPA(Environmental Protection Agency) tarafından geliştirilen EXEC-OP bilgisayar programı tanıtılmıştır. Üçüncü Bölümde, Atıksu Tasfiye Metodları hakkında kısa bilgi verilmiş, çökeltme prosesinin atıksu arıtımındaki yeri ve önemi açıklanmış ve akı modeli hakkında bilgi verilmiştir. Dördüncü Bölümde, su kalite standartları ele alınmış, Türkiye'de kullanılan standartlar incelenmiştir. Tezin beşinci bölümünde, tasarımı düşünülen evsel atıksu arıtma tesisi ile ilgili veriler sunulmuş, çeşitli debilerde ve farklı çökelme özelliğine sahip çamurlarla, standartlara uygun çıkış suyu kalitesini sağlayan en iyi sistemler belirlenmiş, akı modelinin optimum sistem seçimi üzerine etkisi incelenmiştir. Çamur çökelme özelliğinin modele dahil edilmesinin hem sistem seçimini(özellikle biyolojik arıtma ünitesini) hem de maliyetleri önemli ölçüde etkilediği belirlenmiştir. Altıncı bölümde ise bu tez çalışmasında elde edilen sonuçlar özetlenmiştir.
-
ÖgeProfil boru üretiminin yaşam döngüsü değerlendirmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020)Farklı kullanım alanları olan profil boru üretim tesisinde yaşam döngüsü değerlendirmesi çalışmasının yapılması, mevcut ve gelecekte kurulacak olan tesislerin çevresel etkilerinin belirlenmesine katkıda bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı Türkiye'de kurulu profil boru üretim tesisinin üç farklı boru tipi için çevresel etkilerini yaşam döngüsü değerlendirmesi ile saptayarak, bu etkilerin en aza indirilmesi için izlenecek yolların belirlenmesidir. Çalışmada profil boru üretimi yapan gerçek bir tesisten veri toplanmıştır. Bu tesis dilme, form, kaynak, kalibre, kesim, istif ve sevkiyat proseslerinden oluşmaktadır. Dilme prosesinde; dilimlenmiş rulo saclar bir dizi makara sistemi ile form makaralarının arasında soğuk şekil değiştirilerek yuvarlak hale getirilmektedir. Kaynak prosesinde; yüksek frekansla ısıtılan yuvarlatılmış sac, kaynatma makaralarında uygulanan basınç yardımıyla kaynatılmakta ve bu kaynak işlemi yüksek frekans indüksiyon basınç yöntemi olarak adlandırılmaktadır. Kalibre prosesinde; boru yuvarlak, kare veya dikdörtgen formlarına dönüştürülmektedir. Kesme prosesinde ise; nihai ürün, hareketli soğuk testerelerle istenilen boylara göre kesildikten sonra istif sehpasına otomatik olarak dizilmekte ve paketleme sevkiyatı yapılmaktadır. Farklı firmalardan alınan rulo halindeki sacların tesise taşınması; üretimde kullanılan bor yağının üretilmesi ve tesise taşınması; dilme, form, kaynak, kalibre ve kesim prosesleri ve bu proseslerden oluşan atıkların tesisten taşınması ile atıkların yönetimi bu çalışma içerisinde yaşam döngüsü değerlendirmesine dahil edilmiştir. Ayrıca bozuk nihai ürün ve nihai ürün sevkiyat işlemi için herhangi bir hesaplama yapılmamıştır. Çevresel etki değerlendirmesi yapılırken rulo sac üretimi sistem sınırları içerisine dahil edilmemiştir. Çünkü üç profil boru tipi içinde etkisi büyük olmuştur ve diğer faktörler ile karşılaştırma yapılmasını zorlaştırmıştır. Bu sebeple incelenen tesisi optimize etmek için kontrol edilebilinecek faktörlere odaklanılmıştır. Üç farklı boru tipi için yaşam döngüsü değerlendirmesi bu çalışmada yapılmıştır. Üç profil boru da 40 mm genişliğinde, 40 mm yüksekliğinde ve 6 metre uzunluğundadır. İlk olarak farklı sactan üretilen profil boruların çevresel etkilerini karşılaştırmak amacıyla iki farklı sac tercih edilmiştir. 1.tip ve 2.tip profil boru siyah malzemeden üretilirken; 3.tip profil boru neredeyse kullanıma hazır malzeme olan galvanizli sactan üretilmiştir. İkinci olarak profil boruların farklı et kalınlığında olmasının çevre üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla iki farklı et kalınlığında sac seçilmiştir. 1.tip ve 3.tip profil borunun et kalınlığı 1,5 mm iken 2.tip profil borunun et kalınlığı 3 mm olarak üretilmiştir. Üç profil boru üretiminin çevresel değerlendirilmesinin kıyaslandığı bu çalışmada iki ayrı fonsiyonel birim belirlenmiştir. Bunlardan ilki; 40 mm*40 mm ölçülerinde, 1,50 mm ile 3 mm et kalınlığına sahip ve 6 metre uzunluğundaki profil borudan bir ton üretim olarak seçilmiştir. İkincisi ise; 40 mm*40 mm ölçülerinde, 1,50 mm ile 3 mm et kalınlığına sahip profil borudan bir metre uzunluğunda üretim olarak seçilmiştir. Etki kategorileri çalışmanın amacı ve kapsamı doğrultusunda, Abiyotik Tüketim Potansiyeli element (ATP element), Abiyotik Tüketim Potansiyeli fosil (ATP-fosil), Asidifikasyon Potansiyeli (AP), Ötrofikasyon Potansiyeli (ÖP), Tatlı Su Canlılarına Ekotoksisite Potansiyeli (TCETP), Küresel Isınma Potansiyeli (KIP), İnsana Toksisite Potansiyeli (İTP), Ozon Tabakası İncelmesi Potansiyeli (OTİP), Fotokimyasal Ozon Oluşumu Potansiyeli (FOOP) ve Karasal Ekotoksisite Potansiyeli (KETP) olarak belirlenmiştir. Literatür araştırmaları üzerine boru üretimi aşamasının; ham madde temini, taşıma, kurulum, kullanım ve bakım aşamalarından daha fazla çevre üzerinde olumsuz etki oluşturduğu; bunun ise ham madde ve enerji girdisinin üretim aşamasında diğer aşamalardan fazla olması nedeniyle olduğu bulunmuştur. Bu sebeple çalışmamızda sadece profil boru üretim aşamasına odaklanılmıştır. Bir ton ve bir metre profil boru üretimi fonksiyonel birimine göre elektrik tüketiminin yüzdesel dağılımı aynı olmuştur. İki fonksiyonel birimde de en fazla enerji kaynak prosesinde tüketilmiş; bu prosesi sırasıyla dilme, form, kalibre ve kesim prosesleri takip etmiştir. Bir ton profil boru üretimi için de bir metre profil boru üretimi için de en fazla enerji tüketimi 2.tip profil boruda görülmüştür. Bunun sebebi 2.tip profil borunun 1.tip ve 3.tip profil borunun et kalınlığından iki kat fazla et kalınlığına sahip olmasıdır. Aynı et kalınlıklarına sahip 1.tip ve 3.tip profil boru üretimleri arasında da enerji tüketimi açısından fark olmuştur. Çünkü 3.tip profil boru daha kolay işlenen galvanizli saçtan üretilmiştir ve bu 1.tip profil borudan daha az enerji tüketmesine sebep olmuştur. Üç profil boru tipine ait değerler kıyaslanırken; 1.tip profil boruya ait etki değerleri %100 kabul edilmiş, diğer iki tip profil boru değerleri buna göre normalize edilmiştir. İki fonksiyonel birim için profil boru üretimine göre üç profil tipi için de ATP element ve KETP çevresel etki kategorilerinde hurda atık geri dönüşümü etki faktörlerinin en önemli bileşeni olarak saptanmıştır. Hurda atık geri dönüşümünden bu iki etki kategorisinde de negatif etki gelmiştir ve çelik rulo sac üretiminin sistem sınırları dışında bırakılmasından dolayı bu etki kategorilerinde sonuçlar negatif olarak (olumlu etki) bulunmuştur. OTİP çevresel etki kategorisinde iki fonksiyonel birime göre de 1.tip ve 2.tip profil boru için taşıma, etki faktörlerinin en önemli bileşeni iken 3.tip profil boru için bor yağı üretimi en önemli bileşen olmuştur. Geriye kalan ATP fosil, AP, ÖP, TCETP, KIP, İTP ve FOOP çevresel etki kategorilerinde iki fonksiyonel birime göre üç profil tipi için de elektrik tüketimi etki faktörlerinin en önemli bileşeni olarak belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan Türkiye şebeke elektriği, temel enerji kaynağı olarak başta doğal gaz (%49), linyit (%21) ve taşkömürü (%7) olmak üzere fosil yakıtlara dayanamaktadır. ATP fosil, AP, ÖP, TCETP, KIP, İTP ve FOOP çevresel etki kategorilerindeki etkiyi azaltmak amacıyla şebeke elektrik enerjisi yerine; yenilenebilir enerji kaynakları etkisine bakılmıştır.Tüm modelleme Türkiye'deki şebeke elektriği kullanılarak yapılmıştır. İlk senaryoda; yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgar enerjisi; elektrik tüketiminin oluşturduğu olumsuz çevresel etkinin azaltılması için tercih edilmiştir. İkinci senaryoda ise; oluşan olumsuz etkileri azaltmak üzere tercih edilen enerji kaynağı güneş enerjisi olmuştur. Değerler normalize edilirken şebeke elektriği baz alınmış ve şebeke elektriği kullanımının oluşturduğu değerler %100 kabul edilmiştir. Diğer iki yenilenebilir enerji kaynağının oluşturduğu etkiler bu kabule göre saptanmıştır. İki fonksiyonel birime göre üç profil boru tipi için şebeke elektriği yerine yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmasının çevresel etki kategorileri üzerindeki değişimleri saptanmıştır. Şebeke elektriği, rüzgar enerjisi ve güneş enerjisi kullanımı karşılaştırıldığında en az çevresel etki; rüzgar türbinlerinden elde edilen enerji kullanımında görülmüştür. Tesis şebeke elektriği yerine rüzgar enerjisi kullansa çelik profil boru üretimi esnasında oluşturduğu çevresel etkiyi azaltmış olur.
-
ÖgeUçucu organik bileşiklerin yukarı akışlı dolgulu kolonda giderimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020)İnsanların zamanının büyük bir çoğunluğunu geçirdiği çalışma alanları gibi iç ortamlar, içerisinde sürekli bir hava döngüsünün olmadığı ve gaz fazda kirleticilerin yoğun olduğu ortamlardır. Bu tür ortamlar günümüzde insan sağlığını tehdit eden en büyük risklerin başında gelmektedir. İç ortamda çeşitli kaynaklardan ortama yayılan kirleticilerin belirlenmesi ve alınacak önlemlerin geliştirilmesi insan sağlığı için büyük önem teşkil etmektedir. İç ortamda bulunan hava kalitesinin arttırılması doğrudan insanların hayat kalitesini de arttıracağı için, son yıllarda iç ortamda bulunan gaz fazdaki kirleticilerin giderimi için yapılan çalışmalar oldukça artmıştır. Bu hava kalitesini etkileyen başlıca kirleticiler uçucu organik bileşiklerdir (UOB). Uçucu organik bileşikleri diğer iç ortam kirleticilerinden ayıran, belki de en önemli özelliği oda sıcaklığında kolayca buhar fazına geçiş yapabilmesidir. ABD Çevre Koruma Ajansının (EPA) gerçekleştirdiği çalışmalarda, bazı organik bileşiklerin endüstriyel çalışma alanları ve benzin istasyonları gibi çeşitli iç ortamdaki konsantrasyonlarının dış ortam konsantrasyonlarına göre daha fazla olduğu görülmüştür. Bu nedenle bu tür kirleticilerin giderim yöntemleri ile ilgili çalışmalar oldukça önem kazanmıştır. UOB'lerin iç ortam havasından giderimi için, fiziksel, kimyasal ve biyolojik olarak çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Çalışmalarda en çok tercih edilen yöntemler reaktör dizaynı içerecek şekilde adsorpsiyon, absorpsiyon, membran ve biyofiltrasyondur. Yapılan bu tez çalışması kapsamında, aktif karbon ve silika jel ile hazırlanmış yukarı akışlı dolgulu kolonda buhar fazında toluen ve ksilen giderimi çalışılmıştır. Çalışma süresince, toluen için üç farklı sıcaklıkta (5,10 ve 20°C), üç farklı akış hızında (0,5, 0,75 ve 1 L/dk) ve iki farklı malzemede giderim çalışması yapılırken, ksilen için toluen deneylerinde belirlenmiş en iyi şartlarda (20°C, 0,75 L/dk ve aktif karbon) giderim çalışması gerçekleştirilmiştir. Dolgulu kolonda toluenin buhar fazında adsorpsiyon ve desorpsiyon çevrimleri çalışılmış ve yapılan desorpsiyon çalışması sırasında literatürde çok fazla çalışılmamış bir yöntem ile, yüksek sıcaklıkta (180-200°C) desorpsiyon işlemi uygulanmıştır. Yukarı akışlı dolgulu kolonda toluen giderimi için aktif karbon ve silika jelin malzeme performansları giderim verimleri açısından karşılaştırılmıştır. Sabit çalışma şartları altında silika jel ile karşılaştırıldığında aktif karbonun tolueni giderim süresinin silika jele göre daha yüksek olduğu, aktif karbonun adsorplama kapasitesinin (320 mg toluen/g aktif karbon), silika jelin adsorplama kapasitesine göre (255 mg toluen/g silika jel) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Sıcaklığın giderim verimlerine olan etkisinin incelendiği bir diğer çalışmada, sıcaklık artışıyla giderim veriminin arttığı ve en yüksek giderim veriminin 20°C'de olduğu gözlenmiştir. Akış hızının etkisine bakıldığında ise en yüksek giderimin 0,75 L/dk akış hızında olduğu görülmüştür. Aktif karbonun farklı kirleticileri giderim verimine bakıldığı çalışma setinde, toluen ile yapılan deney şartları sabit tutularak, ksilen kirleticisi ile deneyler yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre, aktif karbonun ksilen giderim verimi toluene göre daha yüksek çıkmış ve adsorplanma kapasiteleri karşılaştırıldığında ise ksilenin adsorplanma kapasitesinin toluene göre daha fazla olduğu görülmüştür. Bunun en önemli nedeninin ksilenin düşük buhar basıncına sahip olması, aktif karbonun mikro yüzeylerine tutunumunu arttırdığı sonucuna varılmıştır. Giderim çalışmaları süresince yapılmış adsorpsiyon-desorpsiyon döngülerinde aktif karbonun sıcaklık ile desorpsiyon çalışmaları yürütülmüş ve desorpsiyon veriminin tekrar kullanılabilirliğe etkisi incelenmiştir ve %3-%10 arasında bir performans kaybı olduğu belirlenmiştir.
-
Ögeİstanbul ili Avrupa yakası endüstriyel ön arıtma tesislerinden kaynaklanan çamur miktarlarının belirlenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999-02-03)İstanbul'da 1200 civarındaki ön arıtma zorunluluğu olan endüstriyel tesisten yaklaşık 800 tanesi, 600 civarındaki ön arıtma tesisine sahip endüstriyel tesisten 340 tanesi Avrupa yakasındadır. Ön arıtmadan çıkan çamur miktarları, bu çamurların özellikleri ve uzaklaştırılma şekilleri konusunda yeterli veri mevcut değildir. Atıksulann arıtılması ve çamur yönetimi konusunda yasal mevzuat bulunmasına rağmen, arıtma çamurlarının uzaklaştırılması konusundaki yaptırımlar yetersiz kalmaktadır. Bu çalışma, İstanbul için bir endüstriyel atıksu arıtma çamuru yönetim politikası geliştirmek açısından gerekli olan veri altyapısına katkıda bulunmak amacıyla gerçekleştirilmiştir. Değerlendirmede tesislerin projelerindeki veriler ve İstanbul Su ve Kanalizasyon İdresi kayıtlan kullanılmıştır. Ön arıtma tesisleri arıtma tipine (fiziksel, kimyasal, biyolojik), endüstriyel tesisin kategorisine (tekstil, metal, kimya, gıda, kağıt, deri, araç yık. vb.) ve bulundukları ilçelere göre sınıflandırılmıştır. Her bir ön arıtma tesisinin akım şeması dikkate alınarak ortaya çıkan çamur miktarları çamur oluşumunu etkileyen temel parametrelerden yararlanılarak hesaplanmıştır. Buna göre, fiziksel arıtmada AKM; kimyasal arıtmada pH, metal konsantrasyonları, Alkalinite, SO4 ve kimyasal madde dozları; biyolojik arıtmada ise BOİ5 ve biyolojik büyümeyi temsil eden katsayılar, çamur oluşumunu etkileyen temel parametreler olarak seçilmiştir. İncelenen proje ve dosyalardaki ilgili parametre verilerinin yetersiz olması durumunda literatür ve benzer tesis bilgilerine göre kabul yapılmıştır. Her bir tesise ait sözkonusu veriler kullanılarak ön arıtma prosesleri bazındaki hesap yaklaşımlarıyla çamur miktarları kuru ağırlık ve hacim cinsinden hesaplanmıştır. Bu yöntem ile elde edilen çamur miktarları Tablo 1' de ve Tablo 2' de verilmiştir. Tablolardan da görüldüğü gibi ön arıtma çamurlarının önemli bir kısmını Tekstil, Metal, Gıda ve Kimya endüstrileri oluşturmaktadır. Ön arıtma tipine göre çamurun % 80' den fazlası kimyasal çöktürmeden kaynaklanmaktadır. İlçelere göre dağılımda ise Küçükçekmece, Bahçelievler, Zeytinburnu ve Bağcılar ilçeleri, ön arıtma çamurlarının kaynaklandığı en önemli bölgeler olarak dikkat çekmektadir. xııTablo 1 Endüstriyel ön arıtma çamurlarının endüstri kategorisi ve ön arıtma tipine göre dağılımı Tablo 2 Çamur Miktarlarının İlçelere Göre Dağılımı
-
ÖgeCeramic membrane application for producing high quality end-product from acidic cheese whey based on filtration conditions and immobilized enzymatic activity(Institute of Science And Technology, 2019-06-14)One of the wide spread industries in the world are the dairy industries and specially cheese industries which are produce a huge amount of whey during their processes. There is no way to consider the whey as a waste but a valuable resource to be recovered due to its high nutritional value. Membrane filtration process is the common way to recover whey protein. The applications of ceramic membranes are suitable for that processes because of their thermal and mechanical advantages over polymeric membrane such as resistance to high temperature, harsh pH value, aggressive chemicals and solvents. Fouling is the main drawback affecting filtration performance which should be determined with different theoretical approaches and controlled with some operational strategies. Biotechnological techniques can be preferred in whey processing especially for valuable product recovery and one of them is the enzymatic membrane systems or reactors which have high lactose hydrolysis performance in cheese whey. The aim of this study is to determine the operating conditions of ceramic ultrafiltration/diafiltration membrane system for obtaining maximum protein and minimum lactose contents at end-product of the acidic cheese whey processing. To achieve that aim, three operational stages were followed at the experiments. At first, stage, different feed temperature (30oC, 40oC, 50oC) and volumetric concentration factors (VCF) (1.4, 2.0, 3.3) were tested at disc ceramic membranes having different molecular weight cut-off values (MWCO) (8kDa and 15kDa). At second stage, two different filtration modes were applied which are normal ultrafiltration (UF) and ultrafiltration + diafiltration (DF) to enhance the end product quality. Additional to that, the fouling experiments were conducted at this stage for both filtration modes and different fouling models had been determined such as resistance in series model, membrane fouling index (MFI) and unified membrane fouling index (UMFI). At the last stage, the performances of free and immobilized β-galactosidase enzyme was investigated at the hydrolysis of lactose in whey to its simple components which are glucose and galactose. This approach increases the quality of desired end product and solve some health problems such as lactose intolerance and also provides the production of glucose and galactose syrup from whey. The main outcomes of this thesis study are (i) According to temperature optimization the protein and lactose mass in concentrate and permeate stream is almost stable at different temperatures with slight changes that could be negligible and generally the sum of total solids mass in permeate and concentrate stream is almost equal to the feed mass for 8kDa and 15kDa membrane, as well as the 15kDa ceramic membrane gives better results than 8kDa ceramic membrane (ii) At VCF optimization, the concentrations and percentages of protein in concentrate stream were increasing with the increasing of VCF for both 8kDa and 15kDa ceramic membranes. At maximum VCF, protein and lactose percentages in concentrate stream were 15% and 62% (w/w, dry basis) respectively (iii) According to membrane type, the lactose concentration in concentrate stream was slightly lower in 15kDa membrane than 8kDa membrane. Consequently, the optimum conditions for highest protein amount at the concentrate stream were found as 40oC of operating temperature, VCF(3.3) and 15kDa MWCO value (iv) At the application of diafiltration modes at optimum conditions, the protein concentration remained constant in concentrate stream while its percentage based on dry basis increased to around 39% while the lactose percentage decreased to less than 1% in concentrate stream (for VCF=3.3 of UF and 3 diafiltration cycles) (v) At fouling mechanism experiments, it was observed that 8kDa ceramic membrane had been more fouled than 15kDa ceramic membrane which was clear from resistance in series model results which were higher with 8kDa comparing to 15kDa (vi) According to enzymatic lactose hydrolysis studies, the suspended enzyme could perform the lactose hydrolysis to 96% after 6 hours at enzyme concentration of 5g/l. At immobilized enzyme membrane reactor, it was observed that the maximum glucose concentration in permeate stream was 3.3 g/l and the maximum galactose concentration was 2.9g/l which means that the hydrolysis of lactose had been achieved as (16%) at the maximum immobilized enzyme amount of 0.04g/cm2.