Prediction of Flow Field And Oxygen Utilization Rate (Our) In Orbal Biological System (Obs) Using Cfd - Saad, Noor Aida Saad (2016)
Sistem Orbal Biologi (OBS), yang merupakan salah satu daripada parit pengoksidaan yang telah diubah suai, telah direka untuk memberikan proses olahan biologi yang optimum. Oleh kerana reka bentuk strukturnya yang berpotensi besar untuk menggalakkan proses olahan yang optimum, adalah sangat penting untuk kita mengkaji keseluruhan sistem operasinya. Hasrat ini selari dengan permintaan semasa yang mahukan sistem olahan air sisa yang lebih baik yang bukan sahaja fokus kepada pencapaian standard kualiti efluen yang ditentukan, tetapi juga mengambil kira aspek-aspek lain seperti ekonomi dan alam sekitar. Oleh sebab ini, kajian ini dijalankan untuk memahami sistem olahan OBS yang kompleks ini. Model proses awal dan model Computational Fluid Dynamics (CFD) telah digunakan untuk mendapatkan gambaran yang lebih baik tentang OBS. Model CFD 3 dimensi, 2 fasa yang bersaluran terbuka telah dibangunkan untuk mengkaji mekanisma operasi OBS. Dalam kajian ini, model CFD telah digunakan untuk mewakili OBS untuk mengatasi beberapa limitasi model proses awal. Keputusan simulasi telah digunakan untuk mengkaji corak aliran di seluruh parit, taburan halaju pada kedalaman yang berbeza, agihan halaju untuk keadaan operasi yang berbeza, pecahan isipadu udara dan air di seluruh parit, pengedaran tekanan merentasi saluran dan masa tahanan hidraulik. Keputusan model CFD juga digunakan untuk mengira kadar aliran isipadu yang lebih khusus, nilai Oxygen Utilization Rate(OUR) dalam parit dan penggunaan kuasa yang berkaitan dengan nilai-nilai OUR. Berdasarkan kepada kajian kesan kepelbagaian operasi shaf ke atas prestasi OBS, didapati bahawa bilangan shaf yang beroperasi mempengaruhi jumlah keseluruhan penggunaan kuasa dalam sistem ini. Penutupan kombinasi shaf 2(saluran luar) dan shaf 6 (saluran tengah dan dalam) menyumbang kepada penggunaan kuasa yang kurang tetapi masih mempunyai nila purata OUR yang sama (26,483 kg/d) seperti kes asal (26,594 kg/d). Keputusan menunjukkan, walaupun shaf ini ditutup, tetapi tindakbalas biologi di dalam parit masih berterusan seperti tindakbalas biologi bila kesemua shaf beroperasi. Ramalan penggunaan kuasa di masa hadapan yang dikaitkan dengan peningkatan nilai OUR, yang mungkin berlaku kerana standard kualiti efluen yang lebih ketat, juga telah dibentangkan dan dibincangkan dalam kajian ini. Berdasarkan keputusan, saluran paling luar merekodkan penggunaan oksigen tertinggi secara keseluruhannya, iaitu sebanyak 79% berbanding dengan saluran tengah dengan hanya 9% dan diikuti oleh saluran dalaman dengan 12%. Pada masa akan datang, jika standard kualiti efluen yang lebih ketat dikenakan, kadar penggunaan oksigen juga akan pasti meningkat. Jika kadar penggunaan oksigen pada masa kini iaitu 21109 kg/d meningkat kepada 30%, ia akan menyebabkan peningkatan penggunaan elektrik sebanyak 3,241 MW/tahun (hampir RM 1,092,284 setahun). Melalui kajian ini, peningkatan pemahaman tentang bagaimana simulasi seperti ini dapat digunakan dalam pemodelan proses olahan air sisa berjaya dilaksanakan. Ia amat berguna dalam proses permodelan proses olahan air sisa ddi masa akan datang.