Bu çalýþmada, su daðýtým þebekelerindeki su kayýplarýnýn miktarlarý ve yerlerinin tespit edilmesi için Yapay Baðýþýklýk Sistemleri (YBS) kullanýlarak model kalibrasyonuna dayalý bir optimizasyon modelinin geliþtirilmesi amaçlanmýþtýr. Modelde sezgisel optimizasyon tekniði olarak YBS’ nin çeþitlerinden biri olan Modifiye edilmiþ Klonal Seçim Algoritmasý kullanýlmýþtýr. Model ile birlikte EPANET 2 simulatörü kullanýlmýþtýr. Borularda ve düðüm noktalarýndaki su kayýplarýnýn tespit edilmesindeki performansýný test etmek üzere model, sürekli (sabit) koþullar altýnda iki gözlü sanal bir su daðýtým þebekesine uygulanmýþtýr. Sonuçlar, su daðýtým þebekelerindeki su kayýplarýnýn tespit edilmesi açýsýndan modelin gelecek vadettiðini göstermiþtir.

Artan nüfus, sanayileþme, küresel ýsýnma ile birlikte, su kaynaklarýnýn kullaným talebi de hýzla artmakta ve kullanýlabilir su kaynaklarý azalmaktadýr. Tüm dünyada yaþanan su kaynaklarýndaki miktar ve kalite azalmasý, Türkiye’de de gözlenmektedir. Türkiye geneline göre daha iyi durumda olmasýna raðmen Niðde ilinde de su kaynaklarýnda kayýp ve su kalitesi problemi vardýr. Su kaybý ve su kalitesi problemi yasal ve yönetimsel nedenlerin yanýsýra, su tüketicilerinin ve bu hizmeti arz eden yönetimlerin bilinçli olmamalarýna baðlýdýr. Bu çalýþmada, yaþanan iklim deðiþikliði, su kaynaklarýndaki azalmalar ve yaþanan su kalitesi problemi dikkate alýnarak; Niðde halkýnýn kaynaklardaki azalmaya karþý duyarlýlýðý, su kullaným alýþkanlýklarý, su tasarrufuna yönelik uygulamalarý, çözüm önerileri, bilinç ve bilgi düzeyleri anket çalýþmasý ile deðerlendirilmiþtir. Anket çalýþmasý halkýn katýlým mekanizmalarýndan biri olup, halkýn su kaynaklarý yönetiminde, sorunlarýna ve çözüm önerilerine dair fikirlerini ölçmede, bilinç düzeyini artýrma ve eðitim saðlama aracý olarak ve daha sonra yapýlacak çalýþmalara karþýlaþtýrma imkaný vermesi açýsýndan önemlidir.

Su daðýtým þebekeleri, genellikle, þebekede basýnç açýsýndan en kritik noktalarda yeterli basýnç olacak þekilde iþletilir. Ancak günün saatleri içindeki debi salýnýmlarýna uyacak ve enerji tüketimini en aza indirecek bir iþletme tipi yerine, iþletme kolaylýðý için, genellikle, basýnçlarýn en düþük basýncýn oldukça üstünde olduðu düþük basýnç þikayetlerine göre bir iþletim uygulanmaktadýr. Su daðýtým sistemlerinde, zaman, tüketilen su miktarý ve basýnç gibi parametreler dikkate alýnarak þebeke iþletiminin iyileþtirilmesi, hem sistemde su kayýplarýnýn önlenmesi hem de enerji verimliliðinin arttýrýlmasýný saðlar. Yerel yönetimler için önemli bir maliyet kalemi olan içmesuyu daðýtým sistemlerindeki enerji tüketimi þebekenin optimum iþletimi ile önemli miktarda azaltýlarak enerji tasarrufu saðlanabilmektedir.
Bu çalýþmada, bir organize sanayi bölgesinin su daðýtým þebekesi örnek þebeke olarak ele alýnmýþtýr. Örnek þebekede, su tüketim farklýlýklarý esas alýnarak üç ayrý iþletme bölgesi oluþturulmuþtur. Bu bölgelerde minimum ve maksimum su tüketimlerinin debi için ekstrem koþullar olduðu kabul edilerek iki ayrý tüketim deðeri ve üç iþletme için sekiz farklý hidrolik durum oluþturulmuþtur. Bu durumlarda oluþan hidrolik koþullar EPANET yazýlýmý ile simülasyon yoluyla çözümlenmiþtir. Ýþletmede yapýlacak iyileþtirmelerle elde edilecek enerji tasarrufunu belirleyebilmek için örnek þebekede iki farklý iþletme prosedürü tanýmlanmýþtýr: (i) normal (basit) iþletme ve (ii) iyileþtirilmiþ iþletme.
Çalýþma sonunda, iyileþtirilmiþ iþletmenin toplam enerji tüketimini %16 oranýnda azalttýðý hesaplanmýþtýr. Birim enerji tüketimi normal iþletme için 0.314 kWh/m³ deðerinden iyileþtirilmiþ iþletme için 0.261 kWh/m³ deðerine düþmüþtür. Bu çalýþma, su daðýtým þebekeleri iþletiminin su tasarrufu ve enerji verimliliði açýsýndan iyileþtirilmesine iliþkin planlanma çalýþmalarýnda, hidrolik simülasyon yazýlýmý EPANET’in etkin bir araç olarak kullanýlabileceðini ortaya koymaktadýr.

Bu çalýþmada, ilaç endüstrisi atýk suyundan Fenton oksidasyonu kullanýlarak Kimyasal Oksijen Ýhtiyacý (KOÝ) giderimi ve Morötesi (UV) ve Görünür bölgedeki absorbans deðiþimleri incelenmiþtir. Oksidasyon reaksiyonu için kinetik ve termodinamik veriler ortaya çýkartýlmýþtýr. Ayrýca, Fenton için belirlenen optimum dozda Foto-Fenton ve Sono-Fenton prosesleri de çalýþýlarak karþýlaþtýrma yapýlmýþtýr.
Ýlaç endüstrisi atýksuyundan alýnan numunelerin KOÝ deðerleri 2360-3930 mg/L aralýðýnda bulunmuþtur. Oksidasyon reaksiyonlarý için en uygun þartlarýn saðlandýðý optimum deðerleri belirlemek için Fe(II) ve H2O2 dozlarý, reaksiyon süresi ve sýcaklýk gibi parametreler çalýþýlmýþtýr. Optimum Fe(II) / H2O2 oraný 1/5 olarak saptanmýþtýr. Fenton reaksiyonunun ilk 10 dakika içerisinde hýzlý bir þekilde gerçekleþtiði ve daha sonra yavaþlayarak 60 dakika içerisinde dengeye ulaþtýðý gözlenmiþtir. Ýletkenlik, Oksidasyon/Redüksiyon Potansiyeli (ORP) ve pH deðerleri de izlenmiþtir. Maksimum giderim verimleri Fenton için %79, Foto-Fenton için %90 ve Sono-Fenton için %86 olarak elde edilmiþtir. Fenton oksidasyonu ile ilaç endüstrisi atýksuyunun arýtýlmasý iþleminin yalancý ikinci derece kinetiðe uyduðu belirlenmiþtir. Serbest enerji deðiþimi 283 K, 293 K, 313 K ve 333 K sýcaklýklarýnda sýrasý ile -4.6, -3.2, -0.9 ve -0.2 kJ/mol olarak elde edilmiþtir. Fenton prosesinin istemli olduðu ve ekzotermik özellik gösterdiði belirlenmiþtir.

Su kaynaklarýnýn ekonomik, sosyal ve çevresel açýdan en verimli þekilde kullanýlmasý, canlý hayatýn sürdürülebilmesi için kaçýnýlmazdýr. Özellikle kentleþme ile birlikte betonlaþma ve buna paralel olarak topraktaki geçirimsiz yüzey artmakta, toprakta meydana gelen sýzma azalmakta ve yaðýþ sonucu yüzeyde toplanan fazla su hýzlý bir þekilde akýþa geçerek taþkýna neden olmaktadýr. Kentleþme ile beraber topraða sýzamayan su, doðal arýtým olan topraktan mahrum kalmakta ve yüzeyde biriken kirliliði doðrudan su kaynaklarýna taþýmaktadýr. Bu durum su kalitesini olumsuz yönde etkilemekte ve su kirliliðine neden olmaktadýr. Bu çerçevede, çevresel sürdürülebilirliðin saðlanmasý, su kaynaklarýnýn korunmasý ve kentleþmenin çevre ve su kaynaklarý üzerindeki olumsuz etkilerinin azaltýlmasý için yeni hidrolojik yöntemlere ihtiyaç duyulmaktadýr. Bu çalýþma kapsamýnda, kentleþme sonucu arazi kullanýmýnda meydana gelen deðiþimler ile artan yüzeysel akýþ ve su kirliliðini önlemek için Düþük Etkili Kentleþme (DEK) tipi En Ýyi Yönetim Uygulamalarý (EÝYU) incelenmiþtir. Yüksek yüzeysel akýþ ve yayýlý kirlilik kaynaklarýnýn olumsuz etkilerini azaltmak için kullanýlan bir yaðmur suyu yönetimi uygulamasý ve DEK çeþidi olan “biyotutma” araþtýrýlmýþtýr. Bu amaçla kurulmuþ olan bir deney düzeneði ile biyotutmanýn hidrolojik verimliliði ve performansý gözlemlenmiþtir. Yapýlan deney sonuçlarý deðerlendirilerek biyotutmanýn pik debinin azalmasý üzerine etkisi incelenmiþtir. Biyotutma kolonlarýnda kullanýlan malzemelerin mekanik özellikleri incelenmiþtir. Elde edilen sonuçlar deðerlendirildiðinde malzeme tipi ve özelliklerinin biyotutma kolonlarýnda suyun tutulmasýnda etkili olduðu görülmüþtür. Kum içeriðinin fazla olmasý ile kolonlardaki çýkýþ debisinin arttýðý ve ince taneli malzemelerin artmasý ile azaldýðý gözlemlenmiþtir.

Ýçme suyu þebekelerinde meydana gelen arýzalara müdahale edilmesi önemli bir karar alma problemidir. Þebeke arýzalarýna hiç beklenmeyecek bir þekilde müdahale edilmesi amaçlanýrsa çok sayýda ekibin istihdam edilmesi gerekir. Ekip sayýsýnýn düþük tutulmasý durumunda ise arýzalara müdahale süresi çok uzayacak ve arýzalarýn yol açtýðý iþletme maliyeti önemli boyutlara ulaþacaktýr. Arýza sýklýðýnýn mevsimsel deðiþim göstermesi problemin çözümünü daha da zorlaþtýrmaktadýr. Bu çalýþmada içme suyu daðýtým sistemlerindeki arýzalara müdahale probleminin çözümü için Diferansiyel Geliþim Algoritmasý ile en iyileme yapan bir karar destek sistemi önerilmiþtir. Bunun için Malatya Su ve Kanalizasyon Ýdaresi (MASKÝ) hizmet alanýnda bulunan su daðýtým sistemine ait geçmiþte gözlenmiþ arýza kayýtlarýndan yararlanýlmýþtýr. Geçmiþ yýllarda gerçekleþen arýza sayýlarýndan yola çýkarak gelecek yýllarda gerçekleþmesi beklenen arýza sayýlarý regresyon ile tahmin edilmiþtir. Þebekenin gelecekteki durumu modellenip arýza sayýlarý tespit edilerek onarým ekiplerinin müdahale edebileceði arýza sayýsýndan yararlanarak arýza ihbarlarýnýn bekleme süreleri belirlenmiþtir. Gerekli ekip sayýlarý arýzanýn yol açtýðý maliyetlerinin ve personel giderlerinin toplamý en az olacak þekilde Diferansiyel Geliþim Algoritmasý ile belirlenmiþtir. Bu sayede gelecekte olmasý muhtemel arýzalarýn en düþük maliyetle çözülebilmesi için istihdam edilmesi gereken ekip sayýlarý tahmin edilmiþtir. Bu çalýþmada içme suyu þebekelerinde görülen arýzalara en düþük iþletme maliyeti ile müdahale edilebilmesi için bir karar destek uygulamasý geliþtirilmiþtir. Karar destek sisteminin uygulanmasý ile arýza müdahale maliyetlerinde önemli tasarruflarýn saðlanabileceði belirlenmiþtir. Bu sistemi kullanan yerel yönetimler hem mevcut ekiplerinin daðýlýmýný en uygun biçimde düzenleyip iþletme maliyetlerinde tasarrufa gidebilirler hem de gelecekte ihtiyaç duyacaklarý personel sayýlarýný belirleyip daha verimli istihdam politikalarý uygulayabileceklerdir.

Düzenli depolama, atýk bertarafý için en yaygýn kullanýlan yöntemdir. Depolama sahasýndaki ayrýþmalarýn ve yaðýþlarýn süzülmesi sebebiyle sýzýntý sularý oluþmaktadýr. Sýzýntý sularý tehlikeli ve zehirli kirleticiler ihtiva eden organik ve inorganik karýþýmlardan oluþur. Sýzýntý sularýnýn farklý özellikleri olduðundan tek bir arýtým yapýlmasýnýn yolu yoktur. Bu sebeple sýzýntý sularýnýn etkin bir þekilde arýtýlabilmesi için çeþitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik teknolojilerin bir arada kullanýlmasý gerekir. Þu ana kadar elektrokimyasal süreçlerin, özellikle atýk sularýn arýtýlmasýndan yüksek verim elde edilebilmesi ve kolay uygulanabilir olmasý nedeniyle umut verici bir yöntem olduðu saptanmýþtýr. Bu çalýþma da elektrokoagülasyon yöntemiyle sýzýntý sularýndan toplam azot (TN), toplam organik karbon (TOK) ve kimyasal oksijen ihtiyacý (KOÝ) giderilmesi araþtýrýlmýþtýr. Çalýþmada elektrot malzeme sayýsý, akým yoðunluðu ve elektroliz süresinin giderilmedeki etkileri incelenmiþtir. Sýzýntý suyu örnekleri Aksaray düzenli depolama sahasýndan alýnmýþtýr. Yapýlan deneysel çalýþmalarda KOÝ için en uygun sürenin 30 dakika olduðu tespit edilmiþtir. En fazla giderim verimi %83 ile 2 elektrotlu 5V elektrokoagülasyon çalýþmalarýnýn 30. dakikasýnda elde edilmiþtir. Toplam organik karbon da ise en uygun reaksiyon süresi olarak 120 dakika kabul edilmiþtir. Ýþletim süresinin artmasýnýn toplam azot giderim verimine etkisinin az olduðu belirlenmiþtir. Çalýþma sonuçlarýna (literatüre benzer) göre sýzýntý sularýnýn arýtýmýnda elektrokoagülasyon yönteminin kullanýlabileceði saptanmýþtýr.

Organize Sanayi Bölgelerinin (OSB’ler) atýksu arýtma sorunu, çoðunlukla alýcý ortama deþarj standartlarýný saðlayan geleneksel bir biyolojik atýksu arýtma tesisinin iþletmeye alýnmasýyla çözülmektedir. Ancak, alýcý ortamlarýn artan kirlilik yükleri, havza bazlý yönetim hedefleri ve su kaynaklarýnýn kýsýtlý olmasýndan dolayý yeni çözümlere ihtiyaç duyulmaktadýr. Membran biyoreaktörler (MBR), geleneksel arýtma sistemlerine göre avantajlý olmasý ve gün geçtikçe azalan maliyetlerinden dolayý daha tercih edilir hale gelmektedir.
Bu çalýþmada, batýk aerobik membran biyoreaktör kullanýlarak Kayseri OSB atýksu arýtma tesisi ön çöktürme çýkýþ suyunun 2 farklý membran türü ile arýtma performansý incelenmiþtir. Bu amaçla ön çalýþmalar yapýlmýþ olup; membran týkanmasý, çamur yaþýnýn saðlanmasý, akýnýn ve hidrolik bekletme sürelerinin membran iþletimine etkileri incelenmiþtir. Ayrýca, modül boyutunun membran týkanmasýyla iliþkisi ortaya konmuþtur. MBR sistemi veri tabanlý kontrol ve izleme sistemiyle sürekli izlenmekte olup ayrýca giriþ ve çýkýþ temel parametreleri incelenmiþtir. Yapýlan tüm analizler standart yöntemlere göre yapýlmýþtýr.
Yapýlan ön çalýþmalarda sistem, reaktörde istenen askýda katý madde (MLSS) konsantrasyonuna ve giderim verimine ulaþmasý için sürekli olarak izlenmiþtir. Bu süreçte MLSS konsantrasyonunun zamanla arttýðý ancak düþük akýlarda artýþýn devam etmediði gözlenmiþtir. MLSS artýþý ve çamur yaþýnýn saðlanmasý için sistemin daha yüksek akýlarda çalýþmasý ve sistemden teorik olarak atýlmasý gereken miktarda çamurun atýlmasý gerektiði görülmüþtür. Ancak, bu aþamada sistemde kullanýlan modül boyutunun gerekli akýyý týkanmadan dolayý saðlayamadýðý görülmüþtür. Sonuç olarak, MBR sistemi için düþük transmembran basýncý (TMP) ve membran týkanmasýnýn önüne geçilmesi ile istenen aký, çamur yaþý, modül alaný ve membran türleri belirlenerek sistem optimize edilmiþtir.