Akarsu kalite modelleri-1. ÇEV 4045 Su Kalitesi Modelleri Doç.Dr. Alper ELÇ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Akarsu kalite modelleri-1. ÇEV 4045 Su Kalitesi Modelleri Doç.Dr. Alper ELÇ"

Ayla Hoca
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Aasu alite modellei-1 ÇEV 4045 Su Kalitesi Modellei Doç.D. Alpe ELÇ

2 Aasula n hidoloji çevimindei yei Nehi ve deele, su dağılımı açısından aıldığında yeyüzündei toplam tatlı su mitaının 6,5 ini apsamatadıla Yüzeye düşen yağmu sulaın i ısmı aasuladan oluşan i denaj sistemiyle toplanı Bu denaj sistemiyle sula göllee veya denizlee ulaşı ve uhalaşma ile hidoloji çevim tamamlanı Aasu sistemlei yaın olmalaı ve suyu uzalaa götüdülei için, i notasal atısu deşajlaı için i tecih edilmetedile Aasu sistemlei aynı zamanda yayılı ileticile için de önemli alıcı otamladı

3 Aasulada modellenen a'l ca ileticile (Uygulamada astlanma sılığına göe sıalanmış) Çözünmüş osijen (Ç.O.) BOİ Nutientle (amonyum-azotu, nitat ve fosfo) Toplam AKM Patojenle (toplam e.oli atei, viüsle, v.s.) Ağı metalle Pestisitle Uçucu ogani ileşile

4 Çözünmü' osijen (Ç.O.) Alıcı otamlaın genel alite duumunu elileyen aşlıca paamete Balı ölümlei, l ötü ou ve tat, t iyo-çeşitliliğinitliliği az olması düşü Ç.O. için göstegedi Su Kililiği Kontolü Yönetmeliğine göe: SU KALTE SINIFLARI I II III IV > 8 mg/l 6 mg/l 3 mg/l < 3 mg/l Balılaın geesinim duyduğu asgai Ç.O. düzeyi tüüne göe değişmetedi; genel olaa 3 5 mg/l aul edileili

5 Ç.O. düzeyini hangi fatöle elile? Su sıcalığı: Osijenin çözünülüğü diğe gazlada olduğu gii sıcalıla düşe Ogani madde yüü: Yüse BOİ onsantasyonlaı osijen tüetimine neden olmatadı (çözünmüş, olloidal ve asıdai ogani maddele) Aasu aış hızı: Aış hızı ve oluşan tüulansa ağlı olaa suyun havalanma hızı (Ç.O. azanma hızı) değişmetedi Alg ve su itilein fotosentez ve solunumu: Gündüz saatleinde Ç.O. aynağı, gece saatleinde Ç.O. atığı Toplam AKM: ışı geçigenliği; sıcalığın soğulması; ogani ısmın ozunması

6 Ç.O. su s cal 3 ili'isi Doygun Ç.O. onsantasyonu, sıcalı T nin i fonsiyonu: ÇO s =0,0035 T 2 0,3369 T+14,407 (Chapa ve Canale, 1998) [S: tuzlulu l ( )] Ji (2008)

7 Ç.O. nun ogani maddelein ve amonyumun ozunmas nedeniyle Ç.O.tüetimi CH 2 O + O 2 CO 2 + H 2 O (BOİ) NH O 2 NO 3 + H 2 O + 2 H + (nitifiasyon) Biyoimyasal ozunma sonucu ayışaili madde ve Ç.O. nun tüetim hızı: d(bo) dt d(ç.o.) dt = = ( BO) ( Ç.O. ) : iyoimyasal ozunma hız saiti (tipi değele: 0,0505 ~ 0,4 gün 1 ) Yuaıdai denlemin t=0, =BOİ n aşlangıç şatıyla integali alınısa: BO t = BO n e t L = BO BOİ t : t anında alan ogani madde mitaı L t : t anına ada ayışmış olan ogani madde mitaı n BO t = BO n ( t ) 1 e

8 Fizisel Ç.O. azan m Aasudai Ç.O. onsantasyonu, doygunlu değeinin altında ise, aasu doygunlu değeine ulaşıncaya ada osijen azanı. ÇO açığı, D = ÇO s ÇO ÇO azanım hızının, ÇO açığı ile doğu oantılı olduğu vasayılı Eğe osijen tüetimi yosa: d(d) dt D = D ( ) = D : Osijen azanımı hız saiti (havalandıma atsayısı), aış hızı ile oantılı, su deinliği ile tes oantılıdı: 0 e t

9 Ç.O. ineti denlemi d(ço)/dt = (aynala) (atıla) d(ço)/dt = fotosentez + osijen azanımı solunum BOİ nitifiasyon SOİ Yuaıdai denlem i difeansiyel denlem şelinde yazıldıtan sona nümei veya analiti olaa çözülü ve öylece aasu için ÇO modeli elde edili Basitleştiildiğinde Steete-Phelps denlemi

10 Kiletici de'aj sonucunda Ç.O. Dei'iminin mansaptai de3i'imi Hemond & Fechne-Levy (1999)

11 Steete-Phelps Modeli dc u dx db u dx = = B B + D = B + (C s C) dd u dx B C: ÇO onsantasyonu C s : ÇO doygunlu onsantasyonu x: aasu oyunca mesafe B: nihai BOİ onsantasyonu (BO n ) D: osijen aç : iyoimyasal ozunma aynalı osijen tüetimi hız saiti : osijen azanım hız saiti : ogani madde tüetim hız saiti (iyoimyasal ozunma + çöelme) = D = B (C s C) Bi hi /d i i l Ç O BO ütl d l l i d Bi nehi/dee için uygulanan Ç.O. ve BO ütle ounum denlemleinden elde edilmi!ti Notasal, süeli ayna Kaal o!ulla (dc/dx = 0) Sadece advesiyon va, dispesiyon ihmâl edilmi!ti (Pe > 10) 1-oyutlu model Yatay ve dieyde ani a!m Ç.O. ayna: Su-atmosfe aayüzeyinden fizisel azanm Ç.O. at: ogani maddelein (BO) iyoimyasal ozunmas ve çöelme

12 Steete-Phelps Modeli (2) D(x) = B 0 e x u e x u + D 0 e x u x: aasu oyunca mesafe (m) u: aasu otalama aış hızı (m/sn) B 0 : deşaj notasındai BOİ onsantasyonu (mg/l) D(x): osijen açığının deşaj notasından uzalığı ile değişimi (mg/l) D 0 : deşaj notasındai osijen açığı (mg/l) : iyoimyasal y ozunma aynalı osijen tüetimi hız saiti (sn 1 ) : osijen azanım hız saiti (sn 1 ) : ogani madde tüetim hız saiti (iyoimyasal ozunma + çöeltim) Model, x=0 notasında D0 osijen açığına sahip i aasu oyunca osijen açığının ve dolayısıyla Ç.O. Deişiminin hesaplanmasında ullanılı.

13 Ka' e3isi Konsantasyon (mg/l) deşaj notasından mesafe (m) D Ç.O. BOİ

14 Masimum osijen aç 3 ve iti nota Osijen açığının masimum olduğu iti notanın deşaj notasına olan uzalığı, x : Masimum osijen açığı değei, D : ( ) = = B D ln u x 0 dx dd u x 0 e B D =

15 Baz yad mc fomülle Osijen azanım hız saiti (havalandıma atsayısı): = A u B /H C (A=5,3 B=0,67 C=1,65) Deşaj notasındai BOİ onsantasyonu: B 0 = Y / Q (Y: BOİ yüü; Q: deşaj sonası aasu deisi) Deşaj notasındai Ç.O. açığı (ani osijen ihtiyacı AOİ): D 0 = (ÇO s ÇO 0 ) (T 0 sıcalığında) ÇO 0 = (Q ÇO+Q d ÇO d )/(Q+Q d ) T 0 = (Q T+Q d T d )/(Q+Q d ) Nih i BOİ Nihai BOİ: BOİ n 1,46 BOİ 5

16 Steete-Phelps modeli Uygulama 1 Bi aasuya nüfuslu i entin atısulaı deşaj edilmetedi. Deşaj notasının memasında, atısulaın aasuyla homojen i içimde aıştığı i notada yapılan ölçümle aşağıdai sonuçlaı vemişti: Otalama dei Q = 25 m 3 /sn Aasuyun otalama genişliği B = 42 m Aasuyun otalama deinliği H = 1,6 m Ç.O. onsantasyonu ÇO = 8,2 mg/l Aasudai BOİ 5 = 2,0 mg/l Su sıcalığı T = 20 C Osijen doygunlu onsantasyonuço s = 9,2 mg/l Osijen tüetim hız saiti = = 0,23 gün 1 Deşaj notasının mansaında Ç.O. onsantasyonun değişimini Steete-Phelps modelini ullanaa hesaplayınız.

17 Steete-Phelps modeli Uygulama 2 Öne 1 dei aasuya diğe oşulla aynı alma şatıyla, veilen ilili mitaının döt at attıılması halinde, aasu oyunca oluşaca Ç.O. Konsantasyonlaını hesaplayınız.

18 Steete-Phelps modeli Uygulama 3 Bi endüstiyel tesisten deisi 20 m 3 /sn olan i aasuya 0,2 g BOİ/sn li atısu deşajı yapılmatadı. Deşajın deisi aasu deisine ıyasla ihmâl edileili. Aşağıdai model paameteleine göe, aasuda oluşaca çözünmüş osijen, osijen açığı ve BOİ pofilleini çiziniz. u = 0,1 m/sn = 1 0,6 gün = 0,8 gün 1 = 1,0 gün 1 ÇO s = 8 mg/l D 0 = 1 mg/l

Benzer belgeler

Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği. Hız Kanunları

Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği. Hız Kanunları Kimyasal Reasiyon Mühendisliği Hız Kanunlaı 1 Tanımla Homojen Reasiyon Te fazlıdı. Heteojen Reasiyon Ço fazlıdı, easiyon genel olaa fazla aasındai aaesitlede meydana geli. Tesinmez (Te yönlü) Reasiyon