T.CSÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİÇEVRE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İÇME SUYU ARITMA PROJESİ

HAZIRLAYAN: Mehmet Can Avşar 0511006025

ISPARTA 2008

İÇME SUYU ARITMA PROJESİ

N2003=47279N2008=55496N2033= ?qmax = 200 L/N-G

Ç =

Ç > 3 olduğundan Ç=3 alınır.

N2033= 55496 * kişi

Qiletim =

Standartlar

PARAMETRELER

SıcaklıkNUMUNE

13

TS 266

25 (max)

Birimler

0C

UYGUNLUK

UygunPh 8,0 - UygunRenk 73 1-20 Uygun DeğilBulanıklık 88 5 (max) NTU Uygun DeğilÇO 6,3 4-8 UygunDemir 0,7 0,05 (max) Uygun DeğilMangan 0.12 0,02 (max) Uygun DeğilCO 15 0 Uygun DeğilKlorür 45 30 (max) Uygun DeğilSülfat 25 25 (max) UygunNitrat 2.7 25 (max) UygunF.Koliform 73 0 Uygun DeğilSertlik 18 7.5-15 Uygun DeğilSodyum 32 100 UygunKalsiyum 67 75 Uygun

Akım Şeması

Biriktirme Ünitesi : Debi sabitlenir.Havalandırma Ünitesi : Çözünmüş oksijen kazandırılır. Demir, mangan, giderilir.Hızlı ve Yavaş Karıştırma : Renk,tat – koku,bulanıklık,koliform giderilir.Çökeltim Tankı : Renk,bulanıklık,sertlik giderilir.Filtrasyon Ünitesi : Bulanıklık,renk ve koliform giderilir.Dezenfeksiyon Tankı : Ph ayarlanır,koliform giderilir.

Biriktirme Ünitesi

Qiletim = = 4saat

t = V/ => V = .t = 4sa*268,975 *60*60sn/sa*10^-3 V = 3873,24 = 3900

V = A.h3900 = A*3A = 1300 m2

A = 1300 m2 = 12a2

a = 10,4083a = 31,224 = 31m4a = 41,632 = 42m

h' = 0,4mHk = 3+0,4=3,4m

Havalandırma Ünitesi

Fe Giderimi (oksitleme):

GİRİŞ YAPISI

BİRİKTİRME ÜNİTESİ

HAVALANDIRMA ÜNİTESİ

HIZLI KARIŞTIRMAYAVAŞ

KARIŞTIRMA ÇÖKELTİM

TANKI

DEZENFEKSİYON TANKI

FİLTRASYON

ÜNİTESİÇIKIŞ YAPISI

4Fe+2 + O2 + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8H+

4*56gr Fe 32gr O2

0,7mg/lt x x = 0,1mg/lt O2

Mangan Giderimi (oksitleme):

6*54,94gr Mn 3*32 gr O2

0,12mg/lt x x=0,035 mg/ lt O2

Kullanılacak miktarı = 0,1+0,035 = 0,135 mg/L Mevcut miktarı (ÇO)= 6,3 mg/L Kalan miktarı = 6,3 – 0,135 = 6,165 mg/LKazandırılması gereken miktarı = 7 mg/L – 6,165 = 0,835 mg/L

Boyutlandırma:

K = 0,45 * (1 + 0,046 * T)*h ise ve T = 13oC h = 0,5m iseK = 0,3595 bulunur.Klorür konsantrasyonumuz 45 mg/L ve T = 13oC Tablodan elde edilen veriler ile ;

T = 13 oC de Klorür 0 5000Çözünmüş Oksijen 10,60 10,05

İterasyonla maksimum çözünmüş oksijen miktarımız Cs =10,595mg/L bulunur.

Kademeli Havalandırma

a) Tek düşüm yapılırsa ;

h = 1,5m = 7 g/ /m3 tablodan okundu.

b) İki düşüm yapılırsa ;

h = 1.5/2 = 0,75m olarak tablodan okundu.

c) Üç düşümlü yapılırsa ;

h = 1,5/3 = 0,5m olarak tablodan okunur.

C3 < C2 olduğundan C2 değeri seçilir.

Tasarım Parametreleri ;

Minimum alan ihtiyacı = 9,8*10-7 m2 gün/LMaksimum alan ihtiyacı = 1,227*10-6 m2 gün/Lh = 0,5mKapasite = 0,01m3/sn = 10 L/sn Qihtiyaç = 268,975 L/sn = 23239,44 m3 /günQihtiyaç /2 = 11619,72 m3 /gün = 134,4875 L/sn Min. Alan = 9,8 * 10-7 m2 gün/L * 11619,72 m3 /gün * 1000L/m3 = 11,3875 m2

Max. Alan = 1,227 * 10-6 m2 gün/L *11619,72 m3 /gün * 1000L/m3 = 14,2574 m2

12,25 m2 seçildi.3,5 * 3,5m

Tek taraflı olursa, 3,5*1 = 3.5 << 13,49m2 taraflı olursa, 3,5*2 = 7,0 << 13,49m3 taraflı olursa, 3,5*3 = 10,5 < 13,49m4 taraflı olursa, 3,5*4 = 14 13,49m

4 taraflı seçilir.

Q =V.A V=1m/s

134,4875*1/1000 m3 /sn = 1.

D = 0,41376 = 0,45m

Hızlı Karıştırma Ünitesi

45 sn seçildi.

Hız Gradyanı = G = 300-1000 s-1 (700 s-1 seçildi)

Debi küçük olduğu için ünite tek odalı seçildi.

= 12,17 Yeni hacim 12,17m3 oldu.Yeni Hacimde Bekleme Süresi:

30-60 sn sınırları içerisinde olduğu için uygundur.

Motor Gücü:

T oC (Ns/m2)10 1,30720 1,003

T=13 oC ise iterasyonla =1,216*10-3 Ns/m2 bulunur. Buna göre;

Motor verimi %85 kabul edilirse;

olarak bulunur.

Pedalın Kapladığı Toplam Uzunluk

Vp = Л * Da * n

Vp : mutlak hız Da : karıştırıcı boyu

Da = % 65 seçildi.Da = 0,65* 2,30 = 1,495 m

n : dönme hızı = 100 rpm 100 devir / dakika = 1,667 devir / saniye

Vp = Л * Da * n Vp = 7,83 m/sn İzafi hız mutlak hızın % 75 kabul edilirse;Vr = 7,83 * 0,75 = 5,87 m/sn

Toplam pedal yüzey alanı ;

N = CD * p * A *

L/W 5 20CD 1,2 1,5 1,9

L / W = 5CD = 1,2

8531 watt = 1,2 * 1000 kg/m3 *A *

A = 0,07m2

L / W = 5 L = 5W5W * W = 0,07W = 0,12m = 12 cmL = 0,6m = 60 cm

Toplam pedal alanı havuz en kesitinin % 20 ‘sinden küçük olmalıdır.Havuz en kesit alanı : (2.3 )2 = 5.29 m2

5.29 * 0,2 = 1.058 m2

0,07.5.29 < 1.058 olduğundan L,W doğrudur

Karıştırıcı taban yüksekliği ;

E = 0,5 * Da

= 0,5 * 1,495 =0,75m

Yavaş Karıştırma Ünitesi

td = 15 – 45 dk olmalı

td = 30 dk G = 10 – 100 sn- arasında olmalı G * td = 2 * 104 – 2 * 105 arasında olmalı Bölme sayısı 2 – 6 arasında olmalıG = 90, 50, 20 sn-1seçilsin Q = 0,268975 m3/sn Debi küçük olduğu için 1 adet asıl 1 adet yedek havuz olsun.V = Q * t V = 0,268975 m3/sn * 30 dk * 60 sn/dkV = 484 m3

Her havuz 3 bölmeden oluşursa;Her bölmenin hacmi;

= = 161 m3

bu hacme göre her bir bölmenin boyutlar ;

= 5,45m = 5,5m

Buna göre yeni hacim ;

= 5,5 * 5,5 * 5,5= 495 m3

td = = = 1840sn 30,6 dk (uygun)

G * t = ( 90 + 50 + 20 ) * = 0,981 * 105 (uygun)

td = 10,2 dk

Bölmeler 1. Bölme 2. Bölme 3. BölmeG (hız gradyanı) sn-1 90 50 20T(bekleme süresi)dk 10.2 10.2 10.21.bölme için ;

G = 90 sn-1 için suya verilen güç P = µ * G2 * V P = 1,216 * 10-3 * 902 * 165P = 1625,2 watt

Pedal yüzey alanı ;

Ap=

Vr = izafi pedal hızı (0,5 - 0,7 m/sn )Vr =0,6 m/sn seçilsin.

=1000 kg/m3

CD=1,2seçilirse L/w=5 olur.

Ap = = 12,54 m2

4 adet pedal kullanılırsa bir pedalın alanı;

= 3.2 m2

A = L * W L / W = 5A = 5W2 =3,2 m2

W =0,80 m L = 4 m < 5,5m

2. bölme için ;

G = 50 sn-1 için suya verilen güç P = µ * G2 * V P = 1,216 * 10-3 * 502 * 165 = 501,6watt

Pedal yüzey alanı ;

Ap=

Ap= = 3,87 m2

2 adet pedal kullanılırsa bir pedalın alanı;

= = 1,935 m2

A = 5W2 =1,935 m2

W = 0,60 m L = 3m < 5,5 m

L / w 5 20 ∞CD 1,2 1,5 1,9

3. bölme için ;

G = 20 sn-1 için suya verilen güç P = µ * G2 * V P = 1,216 * 10-3 * 202 * 165P = 80,256watt

Pedal yüzey alanı ;

Ap=

Ap = = 0,62m2

1 adet pedal kullanılırsa bir pedalın alanı;

A = 5 W2 = 0,62 m2

W = 0,35mL = 1,75m < 5,5m

pedallar arası boşluk 0,3m seçildi.

Karıştırıcı yüksekliği hesaplamaları ;

1. bölme için ;

toplam karıştırıcı yüksekliği ;= (0,3 * 3) + ( 0.8 * 4 )= 4,1mhavuzun derinliği : 5,5malttan ve üsten bırakılacak boşluk 5,5 – 4,1 = 1,4m

= 0,7 m alttan ve üsten bırakılacak boşluk

2. bölme için ;

toplam karıştırıcı yüksekliği ;= (0,3 * 1) + ( 0.6 * 2 )= 1,5 mhavuzun derinliği : 5,5alttan ve üsten bırakılacak boşluk 5,5 – 1,5 = 4m

= 2m alttan ve üsten bırakılacak boşluk

3. bölme için ;

toplam karıştırıcı yüksekliği ; = 0,35mhavuzun derinliği : 5,5alttan ve üsten bırakılacak boşluk 5,5 – 0,35 = 5,15m

= 2,575m alttan ve üsten bırakılacak boşluk

Çökeltim Havuzu

Çamur yükleme oranı : SLR=30Tank derinliği : 3mQ = 0,268975 m3/sn Bir adet asıl bir adet yedek tank

Alan = = * 86400 sn/gün = 774,65 m2

Tank alanı : 774,65 m2 1 tank hacmi : V = A * h

= 774,65 * 3 =2323,95 m2

Bekleme süresi ( td ) : 2 – 4 saat arası olmalı

td = = = 8640 sn = 2,4 saat

=

derinlik 3m ise uzunluk L 36m dir.Çökeltim tanklarında 30m civarı uygundur.

Tankın = 3 – 5 arasında seçilebilir.

L/W = 3 seçtik W = 12m genişlik ( yatay hız 2,5*10-3 m/sn < V < 15*10-3 m/sn arasında olmalıdır )

Yatay hız : Vγ = = = 7,47 * 10-3

= 2650 kg/= 1000 kg/

dp = 0,4 – 0,5 mm (tane çapı )dp = 0,45 mm

= 2650 – 1000 = 1650 kg/

Vs grafik okunan değer : 200 mm/sn = 0,2 m/s

Sıcaklık oC 0 5 10 15

k. viskozite ( υ ) 1,76*10-6 1,52*10-6 1,31*10-6 1,15*10-6

T = 13+3=16 oC υ = 1,125*10-6

( Re ; 50 – 1600 arasında olmalı )

Re = = = 80 (50<Re<1600)

Cd = = = 1,1

Vt : sabitleşmiş hız Sg : spesifik gravite

Sg = = 2,65

Vt =

=

= 0,1034 m/sn ( > 3,64*10-3 )

Çökeltim havuzunda oluşan çamur miktarı ;Alüm miktarı 20 mg/lt seçildi.

1 lt de 594 gr alüm ile 156 gr Al(OH)3 çökerse 20 mg/lt alüm ile X gr Al(OH)3 çöker

X = 5,25 mg/lt = 0,00525 gr/lt Al(OH)3 çöker

Çamur konsantrasyonu % 2 – 6 arasındadır % 4 seçildi.

0,00525 * * 268,975 * 86400 * = 3050,18 kg/gün

Çamur yoğunluğu 1005 kg/m3 olarak kabul edilsin.

= 3,035 m3/gün (bir tanktaki çamur miktarı)

boyutlandırma ;

2 adet çamur konisi yapılırsa ;

x y x x y x

h eğim = 1,22x + y = WW = 12 m( x = 2 m seçilirse )2 * ( 2x + y ) = 12 y = 2m olur.Eğim 1,2 – 2 arasında olmalıEğim 1,2 olsun h koni = eğim * x = 1,2 * 2 = 2,4 m

koninin hacmi ;

V =

T = alt taban alanı T1 = üst taban alanı

T = y2 = 4T1 = ( 2x + y )2 = ( 2*2 + 2 )2 = 36

Vkoni =

= 37 m3

Çamur konilerinin temizlenme sıklığı ;

= 0,082 gün-1

1 günde 0,082 kez temizlenirse x günde 1 kez temizlenir x 12 günde bir temizlenir

Filtrasyon

Hızlı kum filtreleri ;

Filtre sayısı ( n )n = 12 *n = 12 * n = 6,2 6 tane

Toplam filtre sayısı = 6 tane asıl + 3 tane yedek = 9 tane filtre n = 4 – 40 arası olmalıdır ( uygun )

Bir hızlı kum filtresinin alanı ;

SLR = 12 m3/m2saat seçilsin ( 5-15 m3/m2saat uygun )

A = = = 80,7 m2

Bir filtrenin yüzey alanı ;

a = = = 16,2 m2

amin = 10 < a < amax = 200

L/W = 1,5 – 2 arasında olmalı1,6 seçildi.L * W = 1,6 W2 = 16,2 m2

W 3,5mL 5,5mYeni alan;A = W * L = 3,5 * 5,5 = 19,25 m2

Bir filtreye gelen debi ;

Q = = 0,045 m3/sn

Yeni SLR = = = 8,42 m3/m2saat

Etkili tane çapı 0,5mm = 0,05 cm seçildi.

Vs = 0,07 m/sn olur = 7 cm/snυ = 1,125*10-6 m2/sn = 1,125*10-2 cm2/snΨ = Şekil faktörü = 0,7

Re =

Re >1

CD =

CD = = 2,09

Vs =

= = 0,072 m/sn

Geri yıkama su hızı = 40m/saatGeri yıkama süresi = 8dk

= 0,011 m/sn

Vs > Vgeri 0,072 m/sn > 0,011 m/sn olduğu için uygundur.

Filtre Uzama miktarı ;

De = [( 1 – ε ) / [ 1 – ( )0,22 ] ] * D

Kum ( 0,7m ) + Çakıl ( 0,45 ) = D ( 1,15m )

E = porozite = 0,55

De = ( 1 – 0,55 ) / [ 1 – ( )0,22 ] * 1,15

De = 1,53m

Uzama miktarı ;

= = 0,33m

Filtre tabanı ;Filtre taban teşkili = Nozül sistem

1 m2 alanda 60 delik varsa 19,25 m 2 alanda x delik olacak x = 1155 delik olacakBu deliklere nozüller yerleştirilecek.D=0.007

Toplam delik alanı : = 0,04 m2

Filtre derinliği ;

Su yüksekliği = 1,2 mDip drenaj boşluğu = 0,3 m Hava payı = 0.4m

Filtre derinliği = dip drenaj boşluğu + çakıl derinliği + kum derinliği + su yüksekliği + hava payı

= 0,3 + 0,45 + 0,7 + 1,2 + 0,4=3,05m

Ana toplama kanal hesabı ;

Yıkama suyunun kanalda hızı = 1,2 m/sn.Kanal genişliği : 0,5 m

A = = = 0,23 m2

Yıkama oluğu hesabı ;

Geri yıkama hızı = 40 m/saat seçilmişti.Geri yıkama su debisi Q = A * V

= 19,25 * 0,011 = 0,2 m3/ sn

Oluktan toplam deşarj Q = 2 * 3,33 * L * H3/2

0,2 = 2 * 3,33 *5 * H3/2

H = 0,033m = 3,3 cmH : savak üstü su yüksekliği q : bir genişlikteki debi b : oluk genişliği ( 50 cm seçildi )

q = =

Yc : suyun boru çıkış kalınlığı

Yc = boru çapı

Oluk derinliği ;

Ho = m

Gerçek su derinliği ;

H = Ho + 1,16 ( Ho – Yc ) = 0,21 + 1,16 * ( 0,21 – 0,1 ) = 0,35 m

Dezenfeksiyon

Klor temas tankı ;

Dezenfeksiyon işleminde daha ekonomik olması bakımından klor kullanılacaktır.

pH 10 dk temas süresi sonrası bulunması gereken bakiye klor

60 dk temas süresi sonrası bulunması gereken bağlı klor

6,0 0,2 1,07,0 0,2 1,58,0 0,4 1,8

Klor ihtiyacı hesabı ;

pH = 8 , 1,8 mg/LQ = 0,268975 m3/sn

= 41,83 kg /gün

Klor temas tankı ;

V = Q * td

td = bekleme süresi (10 dk)V = 0,268975 * 10 dk * 60 sn/dk = 162 m3

h = 3m

A = m2

A = L*WL = 4W

4W2 = 54W = 3,67 4 m L = 14,7 15 m

Yeni alan ;

A = L * W = 15 *4 = 60 m2

Yeni hacim ;

V = A * h = 60 * 3 =180 m3

h = V/Q = 180 / 0,268975 = 670dk = 11,2 saat

Klor temas tankı ;

Klorlama işlemi gaz klor ile yapılacaktır. Klor tanka tabandan difüzörle verilecektir. Tesiste bulunması gereken klor miktarı;1 aylık depolama + 1 aylık ihtiyacın % 50 si kadardır.

41,43 kg/gün * 30 * 1,5 = 1882,35 kg Klor 500 kg lık tüpler şeklinde temin edileceği için ;

Aylık = adet tüp gerekir.