بررسي عددي اثر تغييرات پارامترهاي عملياتي بر عملكرد كلاريفاير نهايي استوانه اي شيبدار

كلاریفایرهای ثانویه در فرآیند تصفیه فاضلاب به منظور جداسازی آب تمیز از لجن مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله ضمن ارائه یك مدل تك فازی، دو بعدی و ناپایا به منظور پیش بینی توزیع غلظت و سرعت در كلاریفایر ثانویه دایروی شیبدار، به بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی همچون دبی جریان سرریز، نسبت جریان برگشتی و بار ذرات ورودی تانك پرداخته می شود. نتایج مدل تطابق خوبی را با داده های تجربی ارائه داد ه اند. از آنجایی كه در كلاریفایرها جریان به صورت لایه ای می باشد كه تحت تاثیر گراویتی از هم جدا می شوند، نیروی شناوری تاثیر بسزایی بر توزیع سرعت و غلظت و نهایتاً بازدهی تانك ته نشینی دارد. به منظور بررسی اثر آن از عدد بی بعد فرود چگالی سنج كه بار ذرات و بار هیدرولیكی را به هم ربط می دهد، استفاده می شود. نتایج حاصل نشان می دهد كه تانك مورد بررسی، در محدوده عدد فرود 2/0 تا 3/0، عملكرد مناسبی ارائه می دهد. در بار جامدات ورودی بزرگتر نیز غلظت خروجی بیشتری را شاهد هستیم. همچنین افزایش نسبت جریان برگشتی نیز با اینكه از سطح توده لجن ته نشین شده می كاهد ولی باز به دلیل افزایش سرعت ورودی غلظت خروجی را زیاد می كند.

The secondary clarifiers have been used in the wastewater treatment process to separate clear water from activated sludge. In this study, a single phase, 2D, unsteady and stratified model will be represented to predict the concentration and velocity distribution in the secondary clarifiers. Also the effects of the operational parameters will be investigated on the clarifier performance, such as overflow rate, return activated sludge ratio and inlet solid loading rate. The simulation results show the good agreement with the experimental data. Since the flow in the clarifiers is stratified which layers are separated by the gravity, the buoyancy force has a considerable effect on the concentration and velocity distribution and finally the settling tank efficiency. In order to investigate the buoyancy effect, the dimensionless Froude number that relates solid loading to hydraulic loading, can be used. In according to the numerical analysis results, the sample clarifier has an optimal performance in the Froude number range 0.2 to 0.3. Also the increasing of the return activated sludge ratio decreases the solid blanket depth while it increases the effluent suspended solid.