Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Phương Pháp Khung Tham Chiếu Đa Bối Cảnh Đến Mô Hình Hố Oxy Hóa
Tóm tắt
Một trong những bể sinh học phổ biến trong quy trình bùn hoạt tính là hố oxy hóa (OD). Vì sự khuyếch tán và trộn là nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi trong lĩnh vực dòng chảy, việc nghiên cứu động lực học chất lỏng là cần thiết cho việc vận hành hiệu quả và tối ưu hóa một hố oxy hóa. Nghiên cứu này đã trở nên dễ dàng hơn và tiết kiệm chi phí hơn do động lực học chất lỏng tính toán ngày càng phát triển như một công cụ chủ đạo để mô phỏng động lực học. Sự xoay của cánh khuấy và máy trộn tạo ra dòng chảy chất lỏng, vì vậy việc chọn một mô hình mô tả sự quay của cánh khuấy đóng một vai trò rất quan trọng. Dựa trên khả năng của phương pháp khung tham chiếu đa bối cảnh (MRF), các đặc điểm dòng chảy liên quan đến nhiều bộ phận quay có thể được nghiên cứu. Tuy nhiên, trong hầu hết các nghiên cứu trước đây về hố oxy hóa như một thiết bị xử lý nước thải, không có bình luận rõ ràng về kích thước của khu vực quay cần thiết cho mô phỏng; vì vậy, một nghiên cứu độc quyền là cần thiết và có thể hỗ trợ cho các nghiên cứu bổ sung về các quy trình có các bộ phận chuyển động. Trong bài báo này, ảnh hưởng của tỷ lệ khu vực quay đến độ chính xác của mô phỏng OD đã được phân tích và bốn mô hình đã được đề xuất và mô phỏng bằng phương pháp MRF. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy, càng lớn bán kính của khu vực quay, độ chính xác của mô hình càng cao. Thêm vào đó, khu vực quay hình bán nguyệt trong phương pháp MRF là không khả thi.
Từ khóa
#hố oxy hóa #bùn hoạt tính #động lực học chất lỏng #mô phỏng #phương pháp khung tham chiếu đa bối cảnh #nghiên cứu nước thảiTài liệu tham khảo
Azami H, Sarrafzadeh MH, Mehrnia MR (2011) Influence of sludge rheological properties on the membrane fouling in submerged membrane bioreactor. Desalin Water Treat 34:117–122
Azami H, Sarrafzadeh MH, Mehrnia MR (2012) Soluble microbial products (SMPs) release in activated sludge systems: a review. Iran J Environ Health Sci Eng 9:30
Benaliouche H, Abdessemed D, Lesage G, Heran M (2017) Characterization of active biomass and species by means of respirometric technique from activated sludge models. Int J Environ Res 11:489–500
Craig KJ, Nieuwoudt MN, Niemand LJ (2013) CFD simulation of anaerobic digester with variable sewage sludge rheology. Water Res 47:4485–4497
Dębowski M, Zieliński M, Kisielewska M, Krzemieniewski M (2017) Anaerobic co-digestion of the energy crop sida hermaphrodita and microalgae biomass for enhanced biogas production. Int J. Environ Res 11:243–250
Fan L, Xu N, Wang Z, Shi H (2010) PDA experiments and CFD simulation of a lab-scale oxidation ditch with surface aerators. Chem Eng Res Des 88:23–33
Garakani AHK, Mostoufi N, Sadeghi F, Hosseinzadeh M, Fatourechi H, Sarrafzadeh MH, Mehrnia MR, Khalili-Garakani A, Mehrnia MR, Mostoufi N (2011) Comparison between different models for rheological characterization of activated sludge. Iran J Environ Health Sci Eng 8:255–264
Golshan S, Zarghami R, Norouzi HR, Mostoufi N (2017) Granular mixing in nauta blenders. Powder Technol 305:279–288
Gresch M, Armbruster M, Braun D, Gujer W (2011) Effects of aeration patterns on the flow field in wastewater aeration tanks. Water Res 45:810–818
Guo X, Zhou X, Chen Q, Liu J (2013) Flow field and dissolved oxygen distributions in the outer channel of the Orbal oxidation ditch by monitor and CFD simulation. J Environ Sci (China) 25:645–651
Houshmand A, Daud WMAW, Shafeeyan MS (2011) Tailoring the surface chemistry of activated carbon by nitric acid: study using response surface method. Bull Chem Soc Jpn 84:1251–1260
Karpinska AM, Bridgeman J (2016) CFD-aided modelling of activated sludge systems—a critical review. Water Res 88:861–879
Laurent J, Samstag RW, Ducoste JM, Griborio A, Nopens I, Batstone DJ, Wicks JD, Saunders S, Potier O (2014) A protocol for the use of computational fluid dynamics as a supportive tool for wastewater treatment plant modelling. Water Sci Technol 70:1575–1584
Le Moullec Y, Potier O, Gentric C, Leclerc JP (2011) Activated sludge pilot plant: comparison between experimental and predicted concentration profiles using three different modelling approaches. Water Res 45:3085–3097
Liu YL, Wei WL, Lv B, Yang XF (2014) Research on optimal radius ratio of impellers in an oxidation ditch by using numerical simulation. Desalin Water Treat 52:2811–2816
Liu Y, Li D, Wei W, Lv B, Wei J (2017) Dimensional analysis and numerical simulation methods for the influence of impellers on the average velocity of flows in an oxidation ditch. Desalin Water Treat 81:26–32
Meister M, Rauch W (2016) Wastewater treatment modelling with smoothed particle hydrodynamics. Environ Model Softw 75:206–211
Palomares-Rodríguez C, Martínez-Guido SI, Apolinar-Cortés J, del Carmen Chávez-Parga M, García-Castillo CC, Ponce-Ortega JM (2017) Environmental, technical, and economic evaluation of a new treatment for wastewater from slaughterhouses. Int J Environ Res 11:535–545
Ratkovich N, Horn W, Helmus FP, Rosenberger S, Naessens W, Nopens I, Bentzen TR (2013) Activated sludge rheology: a critical review on data collection and modelling. Water Res 47:463–482
Rehman U, Audenaert W, Amerlinck Y (2017) How well-mixed is well mixed? Hydrodynamic–biokinetic model integration in an aerated tank of a full scale water resource recovery facility. Water Sci Technol 76:1950–1965
Rezaee S, Sarrafzadeh M-H, Mehrnia M-R, Mohammadi A-R, Pajoum-Shariati F (2015) Determination of ozone adsorption in activated sludge system and its effect on sludge properties. Desalin Water Treat 54:3575–3581
Shafeeyan MS, Houshmand A, Arami-niya A (2015) Modification of activated carbon using nitration followed by reduction for carbon dioxide capture. Bull Korean Chem Soc 36:533–538
Vivekanandan B, Rao AS (2017) Estimation of yield, growth rate, decay rate, and half-saturation coefficients of ASM1 model parameters. Int J Environ Res 11:415–423
Wei W, Bai Y, Liu Y (2016a) Optimization of submerged depth of surface aerators for a carrousel oxidation ditch based on large eddy simulation with Smagorinsky model. Water Sci Technol 73(7):1608–1618
Wei W, Liu Y, Lv B (2016b) Numerical simulation of optimal submergence depth of impellers in an oxidation ditch. Desalin Water Treat 57:8228–8235
Wei W, Zhang Z, Zheng Y, Liu Y (2016c) Numerical simulation of additional guiding baffles to improve velocity distribution in an oxidation ditch. Desalin Water Treat 57:24257–24266
Wicklein E, Batstone DJ, Ducoste J, Laurent J, Griborio A, Wicks J, Saunders S, Samstag R, Potier O, Nopens I (2016) Good modelling practice in applying computational fluid dynamics for WWTP modelling. Water Sci Technol 73:969–982
Xie H, Yang J, Hu Y, Zhang H, Yang Y, Zhang K, Zhu X, Li Y, Yang C (2014) Simulation of flow field and sludge settling in a full-scale oxidation ditch by using a two-phase flow CFD model. Chem Eng Sci 109:296–305
Xu N, Fan L, Pang H, Shi H (2010) Feasibility study and CFD-aided design for a new type oxidation ditch based on airlift circulation. Can J Chem Eng 88:728–741
Yazdi J, Golian S, Roohi M (2017) Determining Checkdams Layout for Flood Mitigation Using Simulation-Optimization Approach. Int J Environ Res 11:395–413
Zadravec M, Basic S, Hribersek M (2007) The influence of rotating domain size in a rotating frame of reference approach for simulation of rotating impeller in a mixing vessel. J Eng Sci Technol 2:126–138
Zhan JX, Ikehata M, Mayuzumi M, Koizumi E, Kawaguchi Y, Hashimoto T (2013) An aeration control strategy for oxidation ditch processes based on online oxygen requirement estimation. Water Sci Technol 68:76–82