OZON TEMAS TANKLARININ HİDROLİK VE KARIŞIM VERİMLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

İçme sularının dezenfeksiyon maliyetleri kentleşme, nüfus artışı ve yüksek enerji kullanımı nedeniyle her geçen gün artmaktadır. Ozon ile içme sularının dezenfeksiyonu ön dezenfeksiyon yöntemi olarak ülkemizde bazı içme suyu arıtma tesislerinde kullanılmakta olup Dünya’da giderek yaygınlaşmaktadır. Ülkemizde de yakın zamanda ozonla dezenfeksiyon sürecinin yaygınlaşacağı beklenmektedir. Bu çalışmada, bir içme suyu arıtma tesisinde bulunan ozon temas tankının hidrolik ve karışım verimleri sayısal benzetimler ile değerlendirilmiştir. OpenFOAM açık kaynak kodlu yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen sayısal benzetimler ile öncelikle akım yapısı detaylı olarak incelenmiştir. Daha sonra, Üç Yarıklı Perde (ÜYP) ve Gözenekli Perde (GP) tasarımları tank içerisinde uygulanarak akım yapısındaki değişimler elde edilmiştir. Çalışmanın son bölümünde bozunmasız izleyici sayısal benzetimleri ile tankın hidrolik ve karışım verimleri Klasik Perde (KP), ÜYP ve GP tasarımları için ayrı ayrı değerlendirilerek tankın verim artışı değerlendirilmiştir.

Improvement of Hydraulic and Mixing Efficiency of Ozone Contact Tanks

Disinfection costs of drinking water are increasing day by day due to urbanization, population growth and high energy use. Ozone is used as a pre-disinfection method for the disinfection of drinking water in some drinking water treatment plants in Turkey and becoming increasingly common in the world. It is expected that the disinfection process with ozone will become widespread in in the near future. In this study, the hydraulic and mixing efficiencies of the ozone contact tank in a drinking water treatment facility were evaluated by means of numerical simulations. The flow structure was first examined in detail based on the numerical simulation results from OpenFOAM open-source software. Then, Slot Baffle (SBD) and Porous Baffle (PBD) designs were implemented to the tank for the enhancement of hydraulic and mixing efficiencies. Eventually, the hydraulic and mixing efficiencies were assessed based on the tracer simulations for Conventional Baffle (CBD), SBD and PBD designs.

___

  • 1. Angeloudis, A., Stoesser, T., Falconer, R.A. ve Kim, D. (2015) Flow, transport and disinfection performance in small- and full-scale contact tanks, Journal of Hydro-Environment Research, 9(1), 15–27.
  • 2. Angeloudis, A., Stoesser, T., Gualtieri, C. ve Falconer, R.A. (2016) Contact tank design ımpact on process performance, Environmental Modeling & Assessment, 21(5), 563–576.
  • 3. Alzahrani, A., Ullah, M.Z., Alshomrani, A.S. ve Gul, T. (2021) Hybrid nanofluid flow in a Darcy-Forchheimer permeable medium over a flat plate due to solar radiation, Case Studies in Thermal Engineering, 26.
  • 4. Aral, M. M. ve Demirel, E. (2017) Novel slot-baffle design to ımprove mixing efficiency and reduce cost of disinfection in drinking water treatment, Journal of Environmental Engineering, 143(9), 1–5. 2017.
  • 5. Domaingo, A., Langmayr, D., Somogyi, B. ve Almbauer, R. (2016) A semi-implicit treatment of porous media in steady-state CFD, Transport in Porous Media, 112(2), 451–466.
  • 6. Farooq, U., Ahsan, M.I., Khan, M.I, Isa, S.S.P.M. ve Lu, D.C. (2020) Modeling and non-similar analysis for Darcy-Forchheimer-Brinkman model of Casson fluid in a porous media, International Communications in Heat and Mass Transfer, 119, 104955.
  • 7. Khan, M.I., Alzahrani, F. ve Hobiny, A. (2020) Simulation and modeling of second order velocity slip flow of micropolar ferrofluid with Darcy–Forchheimer porous medium, Journal of Materials Research and Technology, 9(4), 7335-7340.
  • 8. Kizilaslan, M. A., Demirel, E. ve Aral, M. M. (2018) Effect of porous baffles on the energy performance of contact tanks in water treatment, Water, 10(8), 1084. 2018.
  • 9. Kizilaslan, M. A., Demirel, E. ve Aral, M. M. (2019) Efficiency enhancement of chlorine contact tanks in water treatment plants: a full-scale application, Processes, 7(9), 551. 2019.
  • 10. Kizilaslan, M. A., Nasyrlayev, N., Kurumus, A. T., Savas, H., E. Demirel ve Aral, M. M. (2020) Experimental and numerical evaluation of a porous baffle design for contact tanks, Journal of Environmental Engineering, 146(7).
  • 11. Launder, B.E. ve Spalding, D.B. (1974) The numerical computation of turbulent flows, Comput.Methods in Appl.Mech.Eng, 3(2), 269-289.
  • 12. Nasyrlayev, N., Kizilaslan, M.A., Kurumus, A.T., Demirel, E. ve M. M. Aral (2020) A perforated baffle design to improve mixing in contact tanks, Water, 12(4), 1022. 13. Nasyrlayev, N. ve Demirel, E. (2022) Design optimization of the porous baffle in a disinfection contact tank for high efficiency, Urban Water Journal, 19(7).
  • 14. Niazi S., Kalbasi, M. ve Bahramian A. (2017) Hydraulic and disinfection efficiency of an ozonation contactor for a municipal water treatment plant using computational fluid Dynamics, Canadian Journal of Chemical Engineering, 95(11), 2063–2072.
  • 15. Rauen, W. B., Angeloudis, A. ve Falconer, R. A. (2012) Appraisal of chlorine contact tank modelling practices, Water Research, 46(18), 5834–5847.
  • 16. Stefano, G. M. D. (2014) Modeling thermal energy storage systems with Open∇FOAM, Doktora tezi, Politecnico di Milano, Italy.
  • 17. Teixeira, E.C. ve Siqueira, R. D. N. (2008) Performance assessment of hydraulic efficiency indexes, Journal of Environmental Engineering, 134(10), 851–859.
  • 18. US EPA, (2003). Disinfection profiling and benchmarking guidance manual. Appendix A Rep. No. EPA 816-R-03-004 EPA, United States Environmental Protection Agency.
  • 19. Xiong, F., Jiang, Y., Zhu, C., Teng, L., Cheng, H. ve Wang, Y. (2022). A Coupled Darcy-Forchheimer Flow Model in Fractured Porous Media, Applied Sciences, 13(1), 344.
  • 20. Yang, J., Li, J., Zhu, J., Dong, Z., Luo, F., Wang, Y., Liu, H., Jiang, C. ve Yuan, H. (2017) A novel design for an ozone contact reactor and its performance on hydrodynamics, disinfection, bromate formation and oxidation, Chemical Engineering Journal, 328, 207–214.
Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2148-4147
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 2002
  • Yayıncı: BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ > MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

PAMUKLU DOKUMA HAVLU KUMAŞLARIN OZON GAZI İLE AĞARTILMASI

Semiha EREN, Merve ÖZTÜRK, Sevil TÜRKÇEN

EGZOZ ATIK ISISINDAN TERMOELEKTRİK MODÜL İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ

Burak SEYYAR, İsmet TIKIZ

Faz Değiştirici Malzemelerinin Kış Ve Yaz İçin Oda Sıcaklığına Etkisi

Hacı SOĞUKPINAR, İsmail BOZKURT

Gradyan İniş Algoritması Kullanarak CFE Tabanlı Yaklaşık Kesirli Dereceli Türev Modellerinin Zaman Cevabının İyileştirilmesi İçin Hibrit Yaklaşım Yöntemi

Murat KÖSEOĞLU, Furkan Nur DENİZ, Barış Baykant ALAGÖZ

Pmma Malzemesinin Co2 Lazer Kesiminde İşlem Parametrelerinin Etkisinin Yanıt Yüzey Metodu İle Araştırılması

Emre KURT, Umut Efe KARAÇAY, Mümin TUTAR

ÇELİK CÜRUFLARININ YOL DOLGU MALZEMESİ OLARAK KULLANIMINDA DRENAJ PERFORMANSININ SAYISAL ANALİZİ

Ayşegül BAYIN SARIAHMETOĞLU, Bilal KORKMAZ, Mustafa HATİPOĞLU, Aslı YALÇIN DAYIOĞLU

MAKASLI BİR PLATFORM İÇİN YÜKSELME SÜRESİ VE HİDROLİK SİLİNDİR KUVVETİNE ETKİ EDEN TASARIM PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ

Sezgin ESER, Sevda TELLİ ÇETİN

Bir Yapay Zeka Yaklaşımı ile Araba Otopark Alanı Tespiti Üzerine Bir IoT Uygulaması

Oguzhan KARAKAYA, Fikret Mert GÜLTEKİN, Mert BAŞKAYA, Yunus DOĞAN

Farklı Taban Dane Çapı ve Eğimlere Sahip Açık Kanallarda Manning Pürüzlülük Katsayısının İncelenmesi

Damla YILMAZ, Egemen ARAS, Babak VAHEDDOOST

PREKAST ÖNGERME KİRİŞLİ KÖPRÜNÜN YAPIM AŞAMALARI DİKKATE ALINARAK ZAMAN TANIM ALANINDA DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ YÖNTEMİYLE PERFORMANSININ BELİRLENMESİ

Özlem ÇAVDAR, Osman SARIGÜN