Sludge Settling Model
이 기사에서는 선임 개발자인 Gengsheng Wei박사가 FLOW-3D v11.3 에서 사용할 수 있는 새로운 Sludge Settling Model에 대해 설명합니다.
침전은 하수 슬러지 처리 및 소화 및 처리의 첫 번째 단계입니다. FLOW-3D v11.3에서 정화조, 정화기 및 기타 하수 처리 장비의 슬러지 정화를 시뮬레이션 하기 위한 슬러지 침전 모델이 개발되었습니다. 슬러지 운동은 하수흐름과 중력에 의해 좌우됩니다. 슬러지의 운송방정식은 다음과 같습니다.
여기서는 u는 Slude-water 혼합물의 속도와 usettle은 중력방향에 있는 슬러지 안착속도를 나타낸다.
일반적으로 usettle값은 C가 증가함에 따라 감소한다. C가 임계 값, Cmax에 도달하면 0으로 떨어지는데, 이것은 정착 탱크의 최대 슬러지 농도이다. C=Cmax로 완전히 안착된 지역에서는 슬러지가 정착을 멈추지만, 유체 흐름과 함께 침전이 계속된다. Cmax는 모형에서 사용자가 지정한 입력 매개 변수이다.
사용자는 표, 데이터 또는 Vesilind방정식(1968)1을 사용하여 C함수로 정의할 수 있습니다.
여기서 U0는 최대 슬러지 속도이고 n은 volume/mass 치수의 Vesilind파라미터이다. C=Cmax로 모형에 의해 0으로 설정된 경우입니다.
위의 Simulation은 탱크에서 슬러지 침전의 해석결과입니다. 입구에서 8초 동안 5 kg/m3의 하수가 탱크로 유입됩니다. Cmax는 10kg/m3로 지정되며 탱크 바닥에 완전히 자리 잡은 지역에서 찾을 수 있습니다. U0=1.144×10-3m/s 및 n=0.4317 m3/kg이 시뮬레이션에 사용됩니다. 새로 추가된 슬러지는 탱크의 메인 챔버에 대부분 남아 있으며, 그 중 소량은 분리 벽의 구멍을 통해 2차 정산실로 유입되는 것을 확인하였습니다. 처음에 설정된 슬러지는 유입되는 슬러지로 인해 방해를 받지만 약 5분 후에 다시 고정됩니다
The new sludge settling model은 엔지니어가 슬러지의 흐름과 정착 과정을 더 잘 분석하고 폐수처리장비에 대한 설계를 개선하는데 도움이 될 것입니다.
Reference
1Vesilind P. A., 1968, Design of prototype thickeners from batch settling tests. Water Sewage Works 115(7), 302-307.