Hydrodynamic disintegration effects assessment by CFD modelling integrated with bench tests
Celem poprawy produkcji biogazu z osadów ściekowych stosuje się wstępną dezintegrację. Znane są różne sposoby realizacji tego procesu, m. in. poprzez proces hydrodynamiczny. Stopień dezintegracji zależy między innymi od parametrów operacyjnych, takich jak prędkość obrotowa czy dostarczona energia. Niniejsza praca przedstawia interdyscyplinarne podejście do oceny wpływu parametrów hydrodynamicznej dezintegracji na procesy wewnętrzne oraz efekty dezintegracji na przykładzie przetwarzania osadów ściekowych. Badania obejmowały prace numeryczne oraz eksperymentalne na stanowisku laboratoryjnym.
Analizowano trzy prędkości obrotowe dezintegratora, uwzględniając zmiany właściwości cieczy na wybranych etapach dezintegracji. Efekty procesu mierzono w testach laboratoryjnych, oznaczając rozpuszczalny chemiczny ładunek tlenu (SCOD) oraz lotne kwasy tłuszczowe (VFA) przed i po procesie dezintegracji. Ocena skuteczności dezintegracji opierała się na porównaniu stopnia dezintegracji, a analiza przebiegu produkcji metanu przeprowadzona została na podstawie testów potencjału biochemicznej produkcji metanu (BMP).
Zmiany właściwości cieczy w kolejnych etapach dezintegracji nie powodowały istotnych zmian w strukturze przepływu. Wyniki modelowania matematycznego wykazały, że przy prędkości 1500 obr./min nie zaobserwowano zjawiska kawitacji. Natomiast wyniki testów laboratoryjnych wskazują, że dla tej prędkości (1500 obr./min) uwalniane do cieczy związki organiczne charakteryzowały się większą podatnością na biodegradację niż te uwalniane przy prędkościach 2500 i 3000 obr./min (co potwierdzają niższe wartości stosunku SCOD/VFA dla 1500 obr./min).
Uzyskane wyniki potwierdziły, że głównym mechanizmem odpowiedzialnym za efekt dezintegracji jest rozdrabnianie mechaniczne, a nie kawitacja.
Artykuł:
Journal of Environmental Management
Autorzy z PW:
Aleksandra Dzido, Honorata Jankowska, Piotr Krawczyk, Justyna Walczak, Monika Żubrowska-Sudoł
Rok wydania: