شبیهسازی گام به گام هاضم بیهوازی لجن فاضلاب شهری با همزنی نوماتیکی
نویسندگان
1 عضو هیئت علمی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، آذربایجان شرقی، ایران.
2 عضو هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده مهندسی زراعی و عمران روستائی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ایران.
3 دانشجوی دکتری مکانیزاسیون، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، آذربایجان شرقی، ایران.
4 عضو هیئت علمی گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، آذربایجان شرقی، ایران.
doi
10.22059/ijbse.2022.328388.665428چکیده
هدف از این پژوهش ارائهی یک استراتژی برای طراحی و شبیهسازی یک هاضم بیهوازی برای هضم لجن خام فاضلاب شهری بر اساس الگوهای جریان درون هاضم و بررسی شرایط رسوب لجن در این هاضم بیهوازی بود. به این منظور، شبیهسازیها بر اساس یک استراتژی گام به گام انجام شد. ابتدا سرعت گاز ورودی به هاضم بیوگاز تعیین شد و در مراحل بعد، به ترتیب لولهی گاز بالابر و بافل آویزان مخروط ناقص شکل به طراحی هاضم اضافه شده و شبیهسازیها انجام و مشخصات آنها تعیین شد. شبیهسازی برای یک هاضم استوانهای در مقیاس پایلوت انجام شد. یک هاضم استوانهای شفاف بر اساس نتایج بدست آمده از شبیهسازیهای دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ساخته شد. آنالیز لجن و تعیین سرعت رسوب لجن با استفاده از فرآیند پردازش تصویر و تعیین اندازه ذارت لجن و درصد هر یک از آنها بر اساس جامدات کل (TS) لجن انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده تنها در ناحیهی کوچکی از کف چسبیده به دیوارهی هاضم سرعت سیال کمتر از سرعت رسوب بزرگترین ذرات موجود در لجن ( 5- 10 ×71/4 متر بر ثانیه) است و امکان رسوب بخش بسیار کمی از این دسته از ذرات در این ناحیه وجود داشته، که موفق بودن طراحی هاضم بر اساس شبیهسازی گام به گام و الگوهای جریان برای همزنی در هاضمهای بیهوازی گاز بالابر را تائید کرده و نشان داد روند شبیهسازی گام به گام روشی مناسب بوده و میتواند برای شبیهسازی هاضمهای بیهوازی بیوگاز با همزنی نوماتیکی با موفقیت استفاده شود.
