3D-CFD Simulation eines Sequencing Batch Reaktors (SBR)

Mattias Deller, 15. April 2019

Numerische Optimierung der Schlammdurchmischung in einem SBR durch Vergleich von unterschiedlichen Rührwerksanordnungen.

Oben: Schlammkonzentration nach dem Absetzvorgang. Unten: Schlammkonzentration für Vertikalrührwerke nach einer Stunde Simulationszeit

Beim SBR-Verfahren (Sequencing Batch Reaktor) findet die biologische Reinigung und die Nachklärung im gleichen Becken statt. Die Trennung der beiden Reinigungsschritte wird bei dieser Variante durch einen zeitlichen Zyklus gewährleistet. Ein möglicher Zyklus ist: Füllen - Mischen - Belüften - Sedimentieren - Dekantieren. Für einen optimalen Ablauf soll der abgesetzte Schlamm während dem Füllen durch den Einsatz leistungsfähiger Rührwerke in möglichst kurzer Zeit homogen im Wasser verteilt werden (Mischvorgang).

TK CONSULT AG wurde mit der numerischen Beurteilung und Optimierung unterschiedlicher Horizontal – und Vertikalrührwerke in einem SBR-Tank beauftragt. Für die Simulationen wurden sogenannte Drift-Flux Modelle verwendet (2-Phasen Code mit mathematischem Modell zur Beschreibung der Sinkgeschwindigkeit des Schlamms). Die Parameter des Sinkgeschwindigkeitsmodells konnten mit Daten aus Absenkversuchen berechnet werden. Die Beurteilung der Varianten erfolgte anhand der zeitlichen Entwicklung des Mischverhältnisses. Die numerische Validierung ermöglicht eine kostengünstige, vorausgehende Untersuchung der besten Variante bezüglich einer optimierten Durchmischung.

Ansprechperson

Mattias Deller

Mattias Deller

MSc. Umwelt-Natw. ETH

Projektleiter

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