Şekil 4-21. Gaz kalibrasyon sistemi



Benzer belgeler
ÖN ÇÖKTÜRME HAVUZU DİZAYN KRİTERLERİ

Akışkanların Dinamiği

4. Adveksiyon ve Difüzyon Süreçleri

713 SU TEMİNİ VE ÇEVRE ÖDEV #1

Akışkanların Dinamiği

EDUCATIONAL MATERIALS

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KODLU TEMEL ĠġLEMLER-1 LABORATUVAR DERSĠ DENEY FÖYÜ

1. Çevrede Kirletici Taşınımına Giriş

S.S. YEŞİL DURU EVLERİ KOOPERATİFİ ATIKSU ARITMA TESİSİ PROJE RAPORU

O )molekül ağırlığı 18 g/mol ve 1g suyun kapladığı hacimde

SON ÇÖKELTİM HAVUZU TASARIMI

FİLTRASYON. Şekil 4.1. Bir kum filtresinin kesit görünümü 1 GENEL BİLGİ

AKIŞKAN STATİĞİNİN TEMEL PRENSİPLERİ

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

NÖ-A NÖ-B. Adı- Soyadı: Fakülte No:

1. Giriş ve çevrede kirletici taşınımı. ÇEV 3523 Çevresel Taşınım Süreçleri Doç.Dr. Alper ELÇĐ

TERMODİNAMİK SINAV HAZIRLIK SORULARI BÖLÜM 4

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

AEROBİK BİYOFİLM PROSESLERİ

Ders Notları 3 Geçirimlilik Permeabilite

ATIKSU ARITMA DAİRESİ BAŞKANLIĞI

NÖ-A NÖ-B. Şube. Alınan Puan. Adı- Soyadı: Fakülte No: 1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin eşit olduğunu gösteriniz. 1/6

İÇİNDEKİLER SI BASKISI İÇİN ÖN SÖZ. xvi. xxi ÇEVİRİ EDİTÖRÜNDEN. BÖLÜM BİR Çevresel Problemlerin Belirlenmesi ve Çözülmesi 3

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

ÇÖZELTİLERİN KOLİGATİF ÖZELLİKLERİ

Bölüm 5: Sonlu Kontrol Hacmi Analizi

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 8 SERBEST YÜZEYLİ AKIMLAR

TEMEL (FİZİKSEL) ÖZELLİKLER

WASTEWATER TREATMENT PLANT DESIGN

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

SU KİRLİLİĞİ KONTROLÜ

2. BÖLÜM - SORULAR Bir su numunesi 10 mg/l içermektedir. Bu numunedeki derişimi; (a) ppm, (b) mol/l, (c) mg -N/L ve (d) ppb olarak hesaplayınız.

HR. Ü. Müh. Fak. Makina Mühendisliği Bölümü Termodinamik I Bütünleme Sınavı (02/02/2012) Adı ve Soyadı: No: İmza:

BURSA HAMİTLER SIZINTI SUYU ARITMA TESİSİNİN İNCELENMESİ

ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI

ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN İŞLETİLMESİ-BAKIM VE ONARIMI. Fatih GÜRGAN ASKİ Arıtma Tesisleri Dairesi Başkanı

BÖLÜM 1 ATIKSULARIN ÖZELLİKLERİ

ÖĞRENME ALANI: Kuvvet ve Hareket 2.ÜNİTE: Kaldırma Kuvveti ve Basınç. Kaldırma Kuvveti

AKM 205-BÖLÜM 2-UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ENDÜSTRİYEL KİRLENMENİN TESBİTİ

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

SU KİRLİLİĞİ KONTROLÜ YÖNETMELİĞİ İDARİ USULLER TEBLİĞİ

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

508 HİDROLOJİ ÖDEV #1

SORULAR VE ÇÖZÜMLER. Adı- Soyadı : Fakülte No :

10 m. Su Seviyesi adet balık 0,25 kg (250 g) ise = kg balık = adet balık yapar.

GIDALARIN BAZI FİZİKSEL NİTELİKLERİ

İlk çamur arıtım ünitesidir ve diğer ünitelerin hacminin azalmasını sağlar. Bazı uygulamalarda çürütme işleminden sonra da yoğunlaştırıcı

SORULAR - ÇÖZÜMLER. NOT: Toplam 5 (beş) soru çözünüz. Sınav süresi 90 dakikadır. 1. Aşağıdaki çizelgede boş bırakılan yerleri doldurunuz. Çözüm.1.

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

DİĞER ARITMA PROSESLERİ

Akışkanlar Mekaniği Yoğunluk ve Basınç: Bir maddenin yoğunluğu, birim hacminin kütlesi olarak tanımlanır.

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

Toprakta Kireç Tayini

CĠSMĠN Hacmi = Sıvının SON Hacmi - Sıvının ĠLK Hacmi. Sıvıların Kaldırma Kuvveti Nelere Bağlıdır? d = V

> > 2. Kaplardaki sıvıların sıcaklığı 70 o C ye getirilirse sahip oldukları ısı miktarlarını sıralayınız.

GAZLAR. Farklı sıcaklıklardaki iki gazın difüzyon hızları GAZLARIN ÖZELLİKLERİ

İÇİNDEKİLER 1.1. ATIKSU ARITMA TESİSLERİNİN PLANLAMA VE PROJELENDİRME ESASLARI

Proses Tekniği 3.HAFTA YRD.DOÇ.DR. NEZAKET PARLAK

AKM 205 BÖLÜM 8 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ

Su seviyesi = ha Qin Kum dolu sütun Su seviyesi = h Qout

Prof. Dr. Osman SİVRİKAYA Zemin Mekaniği I Ders Notu

SU KİRLİLİĞİ KONTROLÜ YÖNETMELİĞİ İDARİ USULLER TEBLİĞİ

TEMEL İŞLEMLER-1 DOÇ. DR. SENAR AYDIN

HAZIRLAYAN-SUNAN İSMAİL SÜRGEÇOĞLU DANIŞMAN:DOÇ. DR. HİLMİ NAMLI

ÇEVRE MÜHENDĠSLĠĞĠNE GĠRĠġ (ÇMG) DERSĠ

KAYSERİ ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ ATIKSU ARITMA TESİSİ

ÇÖZÜM 1) konumu mafsallı olup, buraya göre alınacak moment ile küçük pistona etkileyen kuvvet hesaplanır.

GEBZE PLASTİKÇİLER ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ İnönü Mahallesi Balçık Köyü Yolu Üzeri Gebze / KOCAELİ ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ

KANLIĞI ÇEVRE. Tamamlanması ERHAN SARIOĞLU ANTALYA 05-07/10/2010 ÇEVRE İZNİ / ÇEVRE İZİN VE LİSANSI

DENEY FÖYÜ BALIKESİR-2015

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

ÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ NDE KİMYASAL PROSESLER

Bu birikintilerin giderilmesi için uygun kimyasallarla membranlar zaman içinde yıkanarak tekrar eski verimine ulaştırılırlar.

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

Mevcut durum Kazan Köyü nde kurulmuş olan Biyodisk Teknolojisi Arıtma Tesisinde, 600 eşdeğer kişiden kaynaklanmakta olan atıksular arıtılmaktadır.

KİMYASAL DENGE. AMAÇ Bu deneyin amacı öğrencilerin reaksiyon denge sabitini,k, deneysel olarak bulmalarıdır.

Çözüm: m 1 = m 2 = 1g, G = 6.66 x 10-8 cm 3 /s.g, r = 1 cm. m m 1 2 F = G r 2 1 x 1. F = 6.66 x F = 6.66 x 10-8 din (= g.

Akifer Özellikleri

1. Kıyı Bölgelerinde Çevre Kirliliği ve Kontrolü KÇKK

ATIKSU ARITIMINDA TESİS TASARIMI

On-line Oksijen Tüketiminin Ölçülmesiyle Havalandırma Prosesinde Enerji Optimizasyonu

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

6. Aşağıdaki tablodan yararlanarak X maddesinin ne olduğunu (A, B,C? ) ön görünüz.

1 mol = 6, tane tanecik. Maddelerde tanecik olarak atom, molekül ve iyonlar olduğunda dolayı mol ü aşağıdaki şekillerde tanımlamak mümkündür.

1. Aşağıda verilen fiziksel büyüklüklerin dönüşümünde? işareti yerine gelecek sayıyı bulunuz.

MADDE ve ÖZELLİKLERİ

KONU BAŞLIĞI Örnek: ENERJİ VERİMLİLİĞİ NELER YAPILACAK? KISA SLOGAN ALTINDA KISA AÇIKLAMA (1 CÜMLE)

ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ ATIKSU YÖNETİMİ

VİSKOZİTE SIVILARIN VİSKOZİTESİ

AKM 205 BÖLÜM 2 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

CEV 314 Yağmursuyu ve Kanalizasyon

AKM 205 BÖLÜM 3 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ. Doç.Dr. Ali Can Takinacı Ar.Gör. Yük. Müh. Murat Özbulut

GENEL KİMYA. 10. Hafta.

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI ÇEVRE YÖNETİMİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ ÖLÇÜM VE İZLEME DAİRESİ BAŞKANLIĞI PARTİKÜL MADDE (TOZ) TAYİNİ SONER OLGUN.

ÇERKEZKÖY ORGANİZE SANAYİ BÖLGESİ ENDÜSTRİYEL ATIKSU ARITMA TESİSİ

Transkript:

4. BÖLÜM - SORULAR 4-1. Seyreltik bir evsel atıksu nehre deşarj edilmeden önce bir havuzda (pond) arıtılmaktadır. Havuz girişindeki debi, Q=4000 m 3 /gün ve BOİ derişimi C giriş =25 mg/l'dir. Havuzun hacmi 20000 m 3 'tür. Havuzdaki arıtımın amacı deşarj öncesi BOİ azalımının/bozulumunun gerçekleşeceği süreyi sağlamaktır (BOİ bir kirlilik değil aslında bir gösterge, bu yüzden gidermek fiili yerine azalmak ya da bozulmak fiillerinden birini kullanmak daha doğru geldi bana. Biyolojik Oksijen İhtiyacının azalması gibi mesela). Havuzdaki BOİ bozunumu birinci derece tepkime kinetiğine uygun ve hız sabiti ise 0,25 1/gün'dür. Havuz çıkışındaki BOİ derişimi mg/l cinsinden nedir? 4-2. Aşağıdaki tüm problemler için şu soruları cevaplayınız. (Problemleri çözmek için hesap yapmak zorunda değilsiniz) (i) Problemi çözmek için hangi kontrol hacmini kullanırsınız? (ii) Problemdeki koşullar ve derişimler zamanla değişiyor mu? (iii) Problem kararlı veya kararsız halde midir? Neden? (iv) Kontrol hacmi içerisinde kimyasal tepkime ile bir madde üretilmekte veya parçalanmakta mıdır? Neden? (v) Kimyasal bozunabilir veya bozunmayan bir nitelikte midir? Neden? (a) Bir kimyasal üretim tesisinde kaza ile bir kirletici salınımı olmuştur. Bu döküntü (sızıntı), tesisin yakınındaki bir gölde kirliliğe neden olmuştur. Göl küçük bir dereye karışmaktadır. Reaksiyona girmeyen (inert) bu kirleticinin gölde ve gölden beslenen derede güvenli bir seviyeye ulaşması ne kadar sürer? (b) Fosil yakıtların yakılması sonucu oluşan karbondioksit (CO 2 ) emisyonları atmosferin tamamına dağılır. Bu emisyonların, doğrudan tüm atmosferde dağıldığını ve CO 2 'in kimyasal olarak bozunmadığını varsayınız. Eğer CO 2 'in toplam emisyon hızı ve atmosfer hacmi bilinirse, atmosferdeki karbondioksit seviyesinin artış hızı ppm/yıl cinsinden nedir? (c) Bir oda spreyi sabit bir hızda odaya koku yaymaktadır. Koku tüm odaya yayılmakta ve Q debisiyle odaya temiz hava getiren havalandırma sistemi ile seyrelmektedir. Odadaki nihai parfüm derişimi nedir? (Parfümün birinci derece bozunma hız sabiti odadaki temiz havaya karışma süresince geçen zamana kıyasla çok düşüktür.) 4-3. Bir hava kirliliği ölçüm cihazının kalibrasyonu için iki gaz içeren bir karışım kullanılmıştır. Kalibrasyon sistemi Şekil 4-21'de gösterilmektedir. Kalibrasyon gazı derişimi, C cal =4,90 ppm v, debisi, Q cal =0,010 L/dk ve toplam gaz debisi (akış hızı), Q toplam =1,000 L/dk ise karışım sonrası gaz derişimi (C d/s ) ne olur? (Karışım noktasındaki derişimi sıfır olarak kabul ediniz.) Şekil 4-21. Gaz kalibrasyon sistemi

4-4. Bir evin zeminindeki çatlaklardan eve radon sızdığını düşünelim. Evin toplam hacmi 650 m 3 'tür (ev içerisindeki gazın iyi karıştığını kabul ediniz). Radon kaynağı, 250 pci/sn gaz yaymaktadır (pci veya picocuries, radon gazının miktarı ile orantılı bir birimdir ve gazın radyoaktivitesini gösterir). Giriş ve çıkış hava hacmi, eve giren veya çıkan eşit debili temiz hava akımı, 722 m 3 /saat, baz alınarak modellenebilir. Bu problem için radon bozunmayan nitelikte kabul edilebilir. (a) Evdeki bekleme süresi nedir? (b) Evdeki Radon'un kararlı hal derişimi nedir? Cevabı pci/l cinsinden ifade ediniz. 4-5. Eski bir casus filmindesiniz ve küçük bir odada (28 m 3 ) kilitli kaldınız. Bir anda, bulunduğunuz odaya havalandırma sisteminden zehirli gaz verildiğini fark ediyorsunuz. Kokusundan fark ettiğiniz zehir tipinin, gaz konsantrasyonu 100 mg/m 3 değerine ulaşması durumunda aniden öleceğinizi, fakat, bu değerin altında kaldığı sürece güvende olduğunuzu biliyorsunuz. Eğer odadaki havalandırma debisi 2,8 m 3 /dk ve gelen gaz konsantrasyonu 200 mg/m 3 ise kaçmanız için ne kadar zamanınız vardır? 4-6. Şekil 4-22'de bir buz pistinin yeniden kaplanması için çalışan makinenin basit bir gösterimi vardır. 1 ve 3 numaralı noktalar buz pisti alanına giren ve çıkan havayı ve 2 numaralı nokta ise kaplama makinesinin egzozundan çıkan havayı göstermektedir. Her bir noktadaki koşullar aşağıda verilmiştir (C, karbon monoksit (CO) konsantrasyonunu göstermektedir): Nokta 1 Q 1 = 3,0 m 3 /sn, C 1 = 10 mg/m 3 Nokta 2 Emisyon hızı= 8 mg CO /sn. CO tepkimeye girmemektedir. Nokta 3 Q 3, C 3 bilinmiyor Buz pisti hacmi V= 5,0x10 4 m 3 (a) Buz pisti içinde bir kontrol hacmi belirleyiniz. Bu kontrol hacmi içindeki CO kütle debisini mg/sn cinsinden hesaplayınız. (b) Kaplama makinesinin çok uzun süredir çalıştığını ve buz pisti içindeki havanın iyi karıştığını kabul edelim. Buz pisti içindeki CO derişimi mg/m 3 cinsinden nedir? Şekil 4-22. Bir buz pisti içerisindeki kaplama makinesinin şematik gösterimi 4-7. Şekil 4-22'de gösterilen buz pistinde, kaplama makinesinin durduğu andaki durum için aşağıdaki koşullar verilmektedir: Nokta 1 Q 1 = 3,0 m 3 /sn, C 1 = 0,0 mg/m 3 Nokta 3 Q 3 = 3,0 m 3 /sn, C 3 = 50 mg/m 3 Buz pisti hacmi V= 5,0x10 4 m 3 (a) Bu anda, kontrol hacmi dışına olan CO kütle debisini mg/sn cinsinden hesaplayınız.

(b) CO için US hava kalitesi standardı 40 mg/m 3 'tür. Buz pistindeki iyi karışmış havada bulunan CO derişiminin 40 mg/m 3 değerine düşmesi ne kadar sürer? Cevabı saat cinsinden ifade ediniz. 4-8. Kötü arıtılmış evsel atıksu bir nehre deşarj edilmiştir. Deşarj noktasından memba yönündeki nehir debisi Q u/s =8,7 m 3 /sn'dir. Deşarj edilen atıksuyun debisi Q d =0,9 m 3 /sn ve BOİ derişimi 50 mg/l'dir. Memba yönündeki BOİ derişimini ihmal ediniz. (a) Deşarj noktasının hemen mansabındaki BOİ derişimi nedir? (b) Nehrin kesit alanı 10 m 2 ise 50 km mansaptaki BOİ derişimi ne olur? (BOİ, hız sabiti 0,20/gün olan birinci derece tepkime ile bozunmaktadır.) 4-9. Karşılıklı konumda olan iki şehir, nehir kenarında bulunan evsel atıksu arıtma tesislerini işletmektedir. Nehrin günlük debisi 189270 m 3 'tür. İnsanlara hastalık bulaşma riskinin değerlendirilmesi için koliform sayıları kullanılır. İki arıtma tesisinin memba yönündeki nehir suyunda koliform sayısı 3 koliform/100 ml'dir. Birinci şehirden 11356 m 3 /gün debi ile 50 koliform/100 ml sayıda, ikinci şehirden 37854 m 3 /gün debi ile 20 koliform/100 ml sayıda koliform içeren atıksu nehre deşarj edilmektedir. Nehrin mansabındaki koliform sayısının 5 koliform/100 ml değerini aşmaması gerektiğini kabul ediniz. (a) Nehrin mansabında su kalite standardı sağlanmakta mıdır? (Koliformların, mansapta ölçüldüğü yere gelene kadar ölmediğini kabul ediniz.) (b) Eğer mansapta istenen değer sağlanmıyor ise bu standardın sağlanması için 1 numaralı şehrin bilgilendirilip ileri arıtım yapması gerektiği söylenmiştir. Bu isteğin gerçekleşmesinin mümkün olmadığını kütle dengesi yaklaşımıyla gösteriniz. 4-10. Kışın 10 m 3 /sn debi ile akan bir nehire, yollardaki akış suyu içeren bir deşarj yapılmaktadır. Bu deşarjı sağlayan borudaki debi 5 m 3 /sn'dir. Deşarj noktasının hemen öncesindeki nehir klor konsantrasyonu 12 mg/l ve borudan gelen sudaki klor konsantrasyonu 40 mg/l'dir. Klor bozunmayan bir maddedir. (a) Kışın yolları tuzlamak için kullanılan tuz, nehrin mansabındaki tuz derişimini, su kalite standardı olarak belirlenen 20 mg/l üzerine çıkarır mı? (b) Su kalite standardını değiştirmeyecek şekilde yüzey akışı ile nehre deşarj edilebilecek günlük maksimum tuz miktarı kaç tondur? 4-11. 20,0x10 3 m 3 hacimli bir göl, doğal kirletici kaynağına sahip değildir. Fakat, bir atıksu kanalından göle kirlilik karışmaktadır. Atıksu borusunda Q s = 0,5 m 3 /sn ve C s = 100 mg/l'dir. Kirletici, birinci derece hız sabiti 0,20/gün olan bir tepkime ile gölde parçalanmaktadır. Gölden 5 m 3 /sn debili su çıkmaktadır. Gölün iyi karıştığını kabul ettiğinizde; (a) Kararlı durumda göldeki kirletici derişimi ne olur? (b) Bu göl için bekleme süresi nedir? 4-12. (a) Çizelge 4-12'de yer alan verileri kullanarak Superior ve Erie gölleri için hidrolik bekleme sürelerini hesaplayınız.

(b) Çizelgede bulunan her bir göle azami kabul edilebilir değerlerin 10 kat daha fazlası bir kirletici girdisi olduğunu düşünün. Kirlilik kaynakları ortadan kaldırıldığında her bir göldeki kirlilik seviyesinin kabul edilebilir sınırlara düşmesi ne kadar sürer? Kirleticilerin kimyasal olarak bozunmadığını kabul ediniz. (c) Cevaplarınızın anlamlılığını veya önemini tartışınız. Çizelge 4-12. Büyük göllerin hacimleri ve çıkış debileri (Kaynak: Chapra ve Reckhow, 1983) Göl Hacim (x10 9 m 3 ) Çıkış Debisi (x10 9 m 3 /yıl) Superior 12000 67 Michigan 4900 36 Huron 3500 161 Erie 468 182 Ontario 1634 211 4-13. Bir atıksu arıtma tesisindeki toplam debi 600 m 3 /gün'dür. BOİ giderimi için paralel işletilen iki adet havalandırma havuzu kullanılmaktadır. Her birinin hacmi 25000 litredir. Her bir tanktaki havalandırma süresi kaç saattir? 4-14. Sudaki patojenleri yok etmek için klorun kullanıldığı bir piston akımlı reaktör ya da tam karışımlı sürekli akışlı bir reaktör tasarımı yapacaksınız. Patojen seviyesini, birinci derece bozunma işlemi ile 100 patojen/l'den 1 patojen/l'nin altına düşürmek için gerekli minimum temas süresi 30 dakikadır. Arıtılacak suyun debisi 3,785 m 3 /dk'dır. (a) Birinci derece bozunma hız sabiti nedir? (b) Piston akımlı reaktör için gereken minimum hacim (L) nedir? (c) Aynı çıkış derişimini sağlamak için gereken tam karışımlı sürekli akışlı reaktör hacmi (L) nedir? (d) "1 patojen/l değerinden daha yüksek patojen içeren deşarjın yapılamayacağı" arıtma koşulu benimsenseydi hangi tip reaktörü kullanırdınız? Neden? (e) Arıtım sonrası reaktör çıkışındaki suda istenen kalıntı klor derişimi 0,20 mg/l ve arıtım için gerekli klor derişimi 0,15 mg/l ise reaktöre günlük kaç gram klor eklenmelidir? 4-15. Laboratuvarda kullanılan cam malzemeleri temizlemek için en etkili yöntem nedir? İçerisinde 1,0 M NaCl çözeltisinden 5 ml kalıntı damlaları bulunan 1 litrelik bir balon jojeye sahip olduğunuzu kabul ediniz. Balonu, toplam 1 litre saf su ([NaCl]=0,000 M) ile durulayabilirsiniz. Seçenekler şu şekildedir: (a) Önce balonu 1 litre saf su ile tamamen doldurunuz. Balonu çalkalayarak karışımı sağlayınız ve boşaltınız. (b) Saf suyun üçte birini balona koyup çalkalayınız, sonra boşaltınız ve bunu iki defa daha tekrarlayınız. Her bir durum için her durulama sonrası 5 ml temiz ve kirli su karışımının balonda kaldığını kabul ediniz. (a) ve (b) seçeneklerinde balonda kalan NaCl miktarının 1 litre saf su ile seyreltilmesi sonucu oluşan nihai NaCl derişimini hesaplayınız. Sonuçları tartışınız. 4-16. Tam karışımlı sürekli akışlı reaktör için Eşitlik 1 ve piston akımlı reaktör için Eşitlik 2'den başlayarak Çizelge 4.16'da verilen eşitlikleri türetiniz.

mg/l çı Eşitlik 1 Eşitlik 2 Çizelge 4.16. Tam karışımlı ve piston akımlı reaktör kıyaslaması Tam karışımlı reaktör Piston akımlı reaktör çı ) çı ) çı çı 4-17. Bir nehire yapılan atıksu arıtma tesisi deşarjının hemen sonrasındaki (mansabındaki) BOİ (organik kirlilik göstergesi) derişimi 75 mg/l olarak ölçülmüştür. BOİ, 0,05/gün hız sabiti ile birinci derece tepkimeye göre bozunmaktadır. Nehrin hızı 15 km/gün ise 50 km mansaptaki BOİ derişimi nedir? 4-18. Bir atıksu arıtma tesisinde 3,78x10 6 L hacminde bir reaktör kullanılmaktadır. Reaktör giriş derişimi 100 mg/l, çıkış derişimi 25 mg/l ve reaktöre gelen debi 1893 L/dk'dır. (a) BOİ'nin reaktör içerisindeki birinci derece bozunma hız sabiti 1/saat cinsinden nedir? Reaktörün tam karışımlı olduğunu kabul ediniz. (b) Reaktörün piston akımlı olarak tasarlandığını kabul ediniz. Bu durumda birinci derece bozunma hız sabiti ne olur? (c) Reaktör çıkış derişiminin çok yüksek olduğu görülmüş ve bu nedenle reaktördeki bekleme süresinin iki katına çıkarılması gerektiğine karar verilmiştir. Diğer tüm koşulların sabit olduğu kabul edilirse yeni tam karışımlı reaktör (TKR) hacmi ne olmalıdır? 4-19. 1 L (1 kg gelen) suyun sıcaklığını 1 saatte 10 C arttırmak için kaç watt enerji gereklidir? Hiç enerji kaybı olmadığını yani tüm enerjinin suyu ısıtmak için kullanıldığını kabul ediniz. 4-20. Bir boru içerisinde durgun halde bulunan sudaki bir kirletici derişiminin boru boyunca değişimi Şekil 4-23'de verilmiştir. Su içerisindeki bu kirleticiye ait difüzyon (dağılım) katsayısı 10-5 cm 2 /sn'dir. 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 x-ekseni yönündeki mesafe (cm) Şekil 4-23. Kapalı bir boru içerisindeki farazi derişim profili

(a) x=0,5; 1,5; 2,5; 3,5 ve 4,5 noktalarındaki kirleticiye ait x-ekseni yönündeki başlangıç akı yoğunluğu nedir? (b) Boru çapı 3 cm ise aynı noktalardaki kirleticiye ait x-ekseni yönündeki başlangıç akı yoğunluğu nedir? (c) Difüzif akı, zamanla, derişim profilinin şeklini değiştirecektir. Bir süre sonra derişim profilinin alacağı şekli çiziniz (Bu çizim için hesaplama yapmanız gerekmemektedir). Derişim değerinin x=0'da 3 mg/l ve x=6'da 1 mg/l olduğunu kabul ediniz. (d) (c) seçeneğinde çizdiğiniz profilin neden bu şekilde değiştiğini kısaca açıklayınız. 4-21. Problem 4.20'deki boru bir akan suya bağlanmıştır ve tüpten 100 cm 3 /sn debide su geçmektedir. Sudaki kirletici derişimi 2 mg/l olarak sabitlenmiş ise, (a) Kirleticinin tüp boyunca adveksiyona bağlı kütle akı yoğunluğu nedir? (b) Tüp boyunca adveksiyona bağlı toplam kütle akısı nedir? 4-22. Bir arıtma tesisinde her biri 5 m derinlikte ve toplam hacmi 5000 m 3 olan iki adet çöktürme havuzu vardır. Havuzlardaki bekleme süresi 2 saat veya daha fazla olacak şekilde tasarlanmıştır. (a) Tasarlanan alıkonma bekleme süresine göre tesisin alabileceği maksimum debi nedir? (b) Havuza giren partiküllerin %100'ünün giderilmesi için gerekli minimum çökelme hızı (m/sn) nedir? (Partikül yoğunluğu = 2000 kg/m 3, sıvı yoğunluğu = 1000 kg/m 3, partikül çapı = 0,0001 m ve sıvının viskozitesi= 0,01 kg/m.sn) 4-23. Bir hava akımı içerisindeki partikülleri uzaklaştırmak için çökeltme ünitesi kullanılmaktadır. Çökeltme ünitesi yüksekliği 3 m ve havanın ünitede alıkonma süresi 10 sn'dir. (a) Tüm partiküllerin uzaklaştırılması için gerekli minimum partikül çökelme hızı nedir? (b) Bu ünitede giderilebilecek minimum partikül çapı (µm) nedir? Partikül yoğunluğu = 1 gr/cm 3, havanın viskozitesi = 1,69x10-4 yoğunluğu kaldırma kuvvetini ihmal edebilecek kadar küçüktür. gr/cm.sn ve havanın 4-24. Bir atıksu arıtma tesisi, kum parçacıklarını çöktürmek için kum tutucu kullanmaktadır. 2 m yükseklikte ve 100 m 3 hacimde olan bu kum tutucudan geçen suyun debisi 0,38 m 3 /dk'dır. Bu ünitede giderilebilecek minimum kum taneciği boyutu nedir? Giderimin gerçekleşmesi için atıksuyun kum tutucuda kaldığı sürede ( t=v/q) partiküller 2 m derinliğe çökmek zorundadır. (Kum yoğunluğu = 2,65 gr/m 3, su yoğunluğu = 1 gr/cm 3 ve suyun viskozitesi = 0,01185gr/cm.sn) 4-25. Siklonlar, hava akımındaki partikülleri (parçacıkları) merkezkaç kuvvetinin etkisiyle bir duvara doğru sürükleyerek uzaklaştıran bir hava kirliliği kontrol ekipmanlarıdır. Parçacık üzerindeki kuvvet; V g ; siklon içindeki gazın akış hızı, R; siklonun yarıçapı, m p ; parçacık kütlesi olup parçacık yoğunluğu (1 gr/cm 3 kabul ediniz) ile parçacık hacminin [(π/6)d p 3 ] çarpımına eşittir. Eğer V g 2 /R=1,6x10 6 cm/sn olacak şekilde bir siklon tasarlanırsa, merkezkaç kuvvetine maruz kalan 15µm lik bir parçacığın terminal hızı (cm/sn) ne olur? (Siklondaki yerçekimi ve kaldırma kuvveti ihmal edilebilir.)

4-26. Elektrostatik çökelticiler (ESÇ), bir güç santrali kazanı ya da evsel atık yakma tesisi gibi yerlerden çıkan gaz akımları içerisindeki partiküllerin (parçacıkların) uzaklaştırılmasında kullanılır. ESÇ'ler, elektrik yükü uygulanan partiküllerin (parçacıkların) voltaja bağlı olarak değişen elektrostatik güç altında terminal (uç hız veya son hız) hızda hareket etmesi esasına göre çalışır. Bu soruda yapılacaklar (tüm koşullar ve eşitlikler problemin sonunda verilmiştir); (a) Parçacığa etki eden kuvvetleri net olarak belirlemek için gerekli olan terminal hızı hesaplayınız. ESÇ içinden geçmekte olan parçacık üzerine etki eden kuvvetleri gösteren basit bir şekil çiziniz. (Hava veya sudaki bir parçacığa etki eden kuvvetleri örnek alabilirsiniz.) (b) Elektrostatik kuvvet sonucu ortaya çıkan parçacıkların uç süreklenme hızını (w), parçacık çapının bir fonksiyonu olarak hesaplayınız. Çözümü "w" cm/sn biriminden olacak şekilde ve D p ' nin birimini gösterecek şekilde yapınız. Not: Bu hesaplamada yerçekimini ihmal ediniz. Partikül üzerine etki eden tek bileşenin elektrostatik kuvvet olduğunu kabul ediniz. Kaldırma kuvveti yerçekimi kuvvetinin bir sonucu olduğundan kaldırma kuvvetini de ihmal ediniz. (c) 0,5 µm ve 10 µm partikül büyüklüğüne sahip iki parçacık için uç süreklenme hızını hesaplayınız. (d) "c" şıkkında verilen partikül büyüklükleri için yerçekimine bağlı çökelme hızını hesaplayınız ve sonucu karşılaştırınız. (e) "a" şıkkında bulduğunuz sonucu Stoke's çökelme hızı eşitliği ile karşılaştırmak için ESÇ içindeki sürüklenme hızının yerçekimi ile çökelme hızına eşit olduğu partikül büyüklüğünü (µm) belirleyiniz. (f) "e" şıkkında hesapladığınız parçacık büyüklüğünden daha küçük parçacıklar için hangisi daha büyük olur; yerçekimsel çökelme hızı mı yoksa ESÇ sürükleme hızı mı? Koşullar ve eşitlikler: Elektrostatik kuvvet = q x E Elektrostatik kuvvet; Newton (kg x m x sn 2 ), q; partikül üzerindeki yük (coulomb, C), E; elektrik alan şiddeti (V/m). Her bir parçacık üzerindeki yük, parçacık çapına bağlıdır ve aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır. q = 3 x 10-9 ED 2 p q; coulomb (C), E; elektrik alan şiddeti (V/m), D p ; parçacık çapı (m) Elektrik alan şiddetini 10 5 V/m, parçacık yoğunluğunu 1000 kg/m 3 kabul ediniz. Parçacıkların, 298 K ve 1 atm koşullarında viskozitesi 1,695x10-5 kg/m-sn olan havada askıda halde olduğunu kabul ediniz. Parçacık yoğunluğunun havanın yoğunluğundan çok daha büyük olduğuna dikkat ediniz.) 4-27. Bir atıksu arıtma tesisine gelen su içerisindeki kum ve benzeri parçacıkların giderimi için çökeltme tankı kullanılmaktadır. Koşullar; Tank yüksekliği 3 m Tank genişliği 2 m Tank uzunluğu 7 m Su akış hızı (debi) 0,5 m 3 /dk Parçacık yoğunluğu 2,65 g/cm 3 (a) Bu çökeltme tankında giderilebilecek bir parçacığın minimum (asgari) çökelme hızı (cm/sn) nedir?

(b) 0,04 cm/sn ve daha yüksek çökelme hızlarına sahip tüm parçacıkların giderildiği bu veya başka bir çökeltme tankı düşünün. Böyle bir çökeltme tankında tamamen giderilebilecek minimum parçacık çapı (µm) nedir? 4-28. Geçirimli kum ve çakıl tabakasında birbirinden 100 m uzaklıkta iki adet yeraltı suyu kuyusu bulunmaktadır. 1 nolu kuyuda su seviyesi yüzeyden 50 m ve 2 nolu kuyuda su seviyesi yüzeyden 75 m aşağıdadır. Hidrolik iletkenlik 1 m/gün ve porozite 0,60'dır. (a) Darcy hızı, v d =Q/A nedir? (b) İki kuyu arasında akan yeraltı suyunun gerçek akış hızı nedir? (c) Suyun iki kuyu arasındaki taşınma süresi kaç gündür? 4-29. Belirli bir bölgedeki yeraltı suyu hidrolik eğimi 0,61 m/30,5 m'dir. Bu bölgedeki yeraltı suyu hidrolik iletkenliği 40 m/gün ve porozitesi 0,5 olan kumdan akmaktadır. Endüstriyel bir alandaki küçük bir bölgede yaşanan petrol sızıntısı yeraltı suyunun kirlenmesine neden olmuştur. O bölgedeki kirlenmiş suyun 100 m ilerideki bir içme suyu kuyusuna ulaşması ne kadar sürer? Kirletici taşınımını engelleyici bir durumun olmadığını kabul ediniz.