Tanımlama tepkime tankı kullanarak, atık su arıtım sisteminin nötralizasyon tankında pH değerinin denetlenmesi
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof. Dr. Canan Özgen
Tezin Onay Tarihi: 2005
Tezin Dili: İngilizce
Özet:
Kimyasal bir sürecin atık suyunda çeşitli kuvvetli ve zayıf asitler/bazlar ile bunların tuzları da barınmaktadır. Atık sular, suda yaşayan canlıların ve insan sağlığının korunması amacıyla çevreye deşarj edilmeden önce nötralize edilmelidir. Ancak, nötralizasyon noktası civarında titrasyon eğrisinin eğimindeki ani değişmeler nedeniyle, pH süreçleri doğrusal olmayan ve zamanla değişen bir dinamiğe sahiptirler. Bu nedenle, zor olan pH değerinin denetiminde genellikle gelişmiş denetim teknikleri düşünülmektedir. Bu çalışmada, bilinmeyen derişimde ve çeşitlilikte asit içeren bir süreç atık suyunun pH değerini, hat-üstünde tanımlama metodu kullanarak denetleyebilecek denetim sistemleri tasarlanmıştır. Bir Model Öngörümlü Denetleç, MÖD, ve bir Bulanık Mantık Denetleç, BMD, tasarlanmış ve laboratuar ölçekli bir nötralizasyon sistemine uygulanmıştır. Atık suyun karakteristikleri, ana nötralizasyon tankına paralel olarak çalışan ve yaklaşık olarak ana tanktan on kat daha hızlı bir dinamiğe sahip küçük bir tanımlama tankından elde edilmiştir. Denetim stratejisinde, süreç akımının yatışkın-durum titrasyon eğrisi, tanımlama tankının pH değerinin bu tanka giren baz akımına uygulanan bir vuru etkiye verdiği yanıt ile aynı vuru için süreç modelinin benzetimle elde edilen tepkisinin birlikte kullanılmasından elde edilmektedir. Yatışkın-durum titrasyon eğrisinin elde edilmesinden sonra, Oransal-Entegral, PI, ve Uyarlamalı Model Öngörümlü Denetleç, UMÖD, tasarımlarında kullanılmıştır. Öte vıyandan tanımlama tankı Bulanık Mantık Denetleç, BMD, tasarımında kullanılmamıştır. Tasarlanan tüm denetleçler öncelikle bozan etkeni uzaklaştırma, ayar noktası takibi ve gürbüzlük performansları açısından incelenmiş ve Bulanık Mantık Denetleç'in en iyi performansı verdiği belirlenmiştir.