عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی مصرف انرژی در سیستم های هوادهی سطحی و اختلاط لجن فعال
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2815;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65672
- تاریخ دفاع
- ۱۵ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- مسعود ابراهیم زاده
- استاد راهنما
- محمدعلی اخوان بهابادی
- چکیده
- در این پایان نامه میزان اختلاط و مصرف انرژی در هوادهی سطحی آب و پساب در مخزن هوادهی به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات در دو مخزن از جنس شیشه با رعایت تشابه هندسی و با پروانه های متناظر از نوع راشتون دارای 6 پره صاف متقارن انجام گرفت. برای رسیدن به نتایج مطلوب دمای آب در تمام آزمایشات در نزدیکی ?20 ثابت نگه داشته شد. متغیرها شامل سرعت دورانی پروانه، ارتفاع آب در مخزن و میزان استغراق پروانه در داخل آب می باشند. جهت طراحی آزمایش و افزایش دقت در استخراج نتایج از نرم افزار طراحی آزمایش (Design Expert) استفاده شده است. تعداد آزمایشات در هر مخزن برای آب صاف 44 مورد و برای پساب در مخزن کوچکتر 5 مورد می باشد. در آزمایشات مربوط به پساب، همان شرایط آزمایشات آب بر روی پساب تکرار شده است. در طی آزمایشات، توان مصرفی، نرخ انتقال جرم اکسیژن، مدت زمان اختلاط مخزن و کسر حجمی اندازه گیری شد. کسر حجمی از ترکیب دو روش پردازش تصویر و اختلاف سطح محاسبه شده که استفاده از روش پردازش تصویر راهکاری نو برای حل برخی مشکلات پیش رو ارائه داده است. با استفاده از داده های به دست آمده حالت بهینه در هوادهی بر اساس SAE(بازده هوادهی استاندارد) برای هر مخزن تعیین شد. در مجموع وابستگی SAEبه متغیرهای هیدرودینامیکی بررسی و مشاهده شد که با افزایش سرعت پروانه چنانچه استغراق آن در محدوده ی استغراق کامل تا 2 برابر آن باشد، نرخ انتقال اکسیژن افزایش و زمان اختلاط کاهش می یابد در حالیکه با افزایش سرعت پروانه در عمق استغراق کم، کسر حجمی کاهش می یابد. انجام آزمایش اعتبارسنجی برای حالت پیش بینی شده ی بهینه ی SAE توسط نرم افزار، با خطای%5 همراه بود که اعتبار بالایی به کار حاضر می بخشد. در مورد هوادهی پساب نیز با افزایش نرخ انتقال جرم، کاهش COD توسط میکرو ارگانیزم ها و نیترات زایی شتاب بیشتری به خود گرفته است که عامل مطلوب در عمل تصفیه می باشد. این مورد در رابطه با افزایش غلظت باکتری ها از mg/L 2000 به mg/L 4000 نیز مشاهده شد. واژههای کلیدی: هوادهی سطحی، زمان اختلاط، کاهشCOD و نیترات زایی، SAE، پردازش تصویر.
- Abstract
- In this thesis, mixing and energy consumption in water and wastewater surface aeration process in an aeration tank were studied experimentally. Tests were conducted in a tank made of glass with consideration of geometric similarity tanks using corresponding impeller of a 6- flat-blade smoothing symmetrical Rushton. To achieve the desired results, water temperature was kept constant in all experiments close to 20?. Variables included the impeller rotational speed, water level in the tank and impeller submergence in the water. To Design the experiments and improve the accuracy of the obtained results, the software Design Expert 7.0 was used. Number of tests in each tank for clean water was 44 and for wastewater in the small tank was 5. In wastewater experiments the same operational conditions of water experiments were exactly implemented. During the experiments, power consumption, oxygen mass transfer rate, mixing time and void fraction were measured. Void fraction was measured by combining two methods of surface level determination and image processing in a way that image processing method utilizes a new approach to solve some of the problems ahead. Optimal aeration based on SAE (standard aeration efficiency) was determined for each tank. SAE dependency on hydrodynamic variables was examined and it was found that if impeller submergence is full or two times greater, by increasing impeller rotational speed, the rate of oxygen transfer increased and mixing time decreased, while by increasing impeller speed in low Submergence depth, void fraction reduced. Optimal SAE validation test that performed by software had an error of 5%, that was quite valuable in this study. By increasing mass transfer rate in wastewater aeration, COD reduction and nitrate production by micro-organisms were accelerated that was desirable. This case observed by increasing the bacteria concentration from 2000 (mg / L) to 4000 (mg / L). Keywords: surface aeration, mixing time, COD reduction and nitrate production, SAE, image processing.
