بهینه سازی هم زنی در هاضم بی هوازی گاز- بالابر لجن فاضلاب شهری

این تحقیق با هدف بهینه سازی هم زنی در هاضم های بی هوازی گاز-بالابر لجن فاضلاب شهری انجام شد، زیرا هم زنی یکنواخت برای ارتباط موثر بین باکتری های متانوژن و مواد مغذی مهم است. نمونه برداری لجن فاضلاب شهری در تصفیه خانه غرب اهواز (چنیبه) در تابستان ۱۴۰۱ انجام شد. یک مدل برای شبیه سازی، بهینه سازی و تایید فرآیند شبیه سازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) توسط نرم افزار ANSYS Fluent ۱۹.۰ ارائه شد. سرعت گاز ورودی به هاضم تعیین شد و یک لوله گاز- بالابر و بافل آویزان مخروطی به طرح هاضم اضافه شد. سرعت های مختلف گاز ورودی برای بهینه سازی اختلاط در هاضم مورد بررسی قرار گرفت و شاخص های ارزیابی مانند سرعت ذرات لجن، گرادیان سرعت ذرات لجن، انرژی جنبشی تلاطم و ویسکوزیته گردابی ذرات لجن مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت بهینه گاز ورودی ۰.۳ ms-۱ تعیین شد. نتایج شبیه سازی با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV) تایید شد و درصد همبستگی کافی بین کانتورهای CFD و PIV وجود داشت (۹۸.۸% در محل اتصال دیواره به کف هاضم). نتایج نشان داد که مدل مورداستفاده برای شبیه سازی، بهینه سازی و تایید فرآیند شبیه سازی موفق بوده است و می توان آن را برای هاضم های بی هوازی گاز- بالابر استوانه ای شکل با نسبت ارتفاع به قطر ۱.۵، نسبت قطر لوله گاز- بالابر به قطر هاضم ۰.۲، نسبت ارتفاع لوله گاز- بالابر به ارتفاع سیال ۰.۷۵، فاصله بافل آویزان مخروطی از سطح سیال ۰.۱۲۵ برابر ارتفاع سیال و قطر بیرونی بافل به قطر هاضم ۲/۳ توصیه کرد.

کلیدواژه ها:

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ، سرعت سنجی تصویر ذرات (PIV) ، شبیه سازی ، هضم