- Tytuł:
-
Badania i ocena możliwości stosowania zwężki kawitacyjnej do intensyfikacji procesu fermentacji osadów ściekowych
Design and assessment of cavitational device for enhancement of sewage sludge fermentation - Autorzy:
-
Mirota, K.
Grűbel, K.
Machnicka, A. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/237109.pdf
- Data publikacji:
- 2011
- Wydawca:
- Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych
- Tematy:
-
osad czynny recyrkulowany
dezintegracja
modelowanie numeryczne
stopień dezintegracji
recirculated activated sludge
disintegration - Opis:
-
Metoda kawitacji hydrodynamicznej (przepływowej) jest jedną z bardziej obiecujących metod do wstępnej przeróbki osadów ściekowych. W jej następstwie dochodzi do silnej destrukcji i rozrywania mikroorganizmów osadu czynnego, a dzięki temu do uwalniania i przyrostu ilości substancji organicznych w cieczy nadosadowej. Celem badań był dobór optymalnej postaci zwężki kawitacyjnej do dezintegracji osadu czynnego przeznaczonego do fermentacji. Posługując się metodami symulacji numerycznych (CFD) rozpatrzono wiele postaci geometrycznych zwężki, charakteryzujących się stałą wartością liczby kawitacji. Przepływ turbulentny płynu opisano za pośrednictwem modelu RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes). Uzyskane rozkłady pól ciśnień posłużyły do wyboru trzech najbardziej obiecujących postaci geometrycznych zwężki, które poddano następnie ocenie eksperymentalnej. Skuteczność dezintegracji osadu czynnego scharakteryzowano za pomocą przyrostu wartości ChZT cieczy osadowej. Dodatkowo do oceny badanego procesu wprowadzono wskaźnik w postaci stopnia dezintegracji (DDM) obliczony metodą Müllera. Wykazano, że po 30 min dezintegracji osadu wartość ChZT wzrosła 3,65-krotnie, a obliczony stopień jego dezintegracji osiągnął 42%. Przeprowadzone następnie próby fermentacji mezofilnej osadu zdezintegrowanego metodą hydrodynamiczną w zwężce kawitacyjnej przyniosły znaczący (prawie dwukrotny) przyrost produkcji biogazu. Wskazuje to na celowość zastosowania tej metody przeróbki osadów w skali technicznej.
Hydrodynamic cavitation is amongst the most promising methods of sewage sludge pretreatment. With this method, strong destruction and disruption of the sewage sludge microorganisms, and consequently an increment in the quantity of organic matter in the supernatant can be achieved. The aim of this study was to find the optimal design of the cavitational device for disintegrating the sewage sludge intended for fermentation. Making use of the CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation methods, a variety of configurations with a constant cavitation number was considered and evaluated. Turbulent fluid flow was described in terms of the RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) model. With the pressure field distributions obtained in this way it was possible to choose three very promising geometries of the cavitational device, which were then made subject to experimental verification. The efficiency of sewage sludge disruption was established in terms of the increment in the COD value of the supernatant. The investigated process was additionally assessed using the coefficient DDM (Degree of Disintegration) calculated by Müller's method. It has been demonstrated that after 30-minute disintegration the COD value increased 3.65fold, and the calculated value of DDM was 42%. Mesophilic digestion tests conducted in the cavitational device with sewage sludge samples disintegrated by the hydrodynamic method brought about a significant (approximately twofold) increase in biogas production. These findings substantiate the applicability of the proposed sewage sludge pretreatment method on a technical scale. - Źródło:
-
Ochrona Środowiska; 2011, 33, 1; 47-52
1230-6169 - Pojawia się w:
- Ochrona Środowiska
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł