بررسی تجربی اثر تک بافل و بافل های ترکیبی بر راندمان رسوب گذاری و هیدرودینامیک جریان در حوضچه های رسوب گذار ثانویه

فرآیند جداسازی مواد قابل رسوب غیر آلی از آب خالص توسط نیروی جاذبه، یکی از اصلی ترین فرآیند های مورد استفاده در صنعت آب جهت تصفیه فاضلاب های صنعتی و خانگی است. از آنجا که نزدیک به یک سوم هزینه کل سرمایه گذاری در تصفیه خانه ها معمولأ به ساخت حوضچه های رسوب گذار اختصاص دارد و نیز مشخصات آب ورودی به واسطه افزایش جمعیت شهرها نوسان زیادی دارد، بنابراین افزایش بازده حوضچه-ها نه تنها از لحاظ فنی سبب افزایش عمر مفید قسمت های دیگر تصفیه خانه می شود، بلکه از نظر اقتصادی و زیست محیطی نیز توجیه پذیر می باشد و موضوع مطالعات متعدد تجربی، تحلیلی و عددی می باشد. جهت دستیابی به این هدف می توان با انجام تغییراتی در ساختار هندسی حوضچه ها بازده ته نشینی ذرات و الگوی جریان سیال درون آنها را بهبود بخشید. اضافه نمودن بافل میانی یکی از راههای تغییر ساختار جریان در حوضچه های رسوب گذار است. ایده بکارگیری بافل در حوضچه ثانویه؛ یکنواختی بیشتر سرعت در هر دو ناحیه قبل و بعد از آن، جلوگیری از حرکت جت جریان چگال در کف و اتصال کوتاه بین ورودی و خروجی می-باشد که بدین ترتیب می تواند عملکرد حوضچه را بهبود بخشد. در این پژوهش آزمایشگاهی تأثیر محل استقرار و ارتفاع بافل و بافل های ترکیبی میانی (استفاد همزمان از چند بافل) بر راندمان و هیدرودینامیک حوضچه های رسوب گذار ثانویه مستطیلی و نیز اثر غلظت سیال ورودی در عملکرد آنها، بررسی و نتایج حاصل با حالت بدون بافل مقایسه گردیده است. تمامی آزمایشات این پژوهش در آزمایشگاه مکانیک سیالات دانشگاه صنعتی شریف انجام گردیده است. داده برداری سرعت و غلظت جریان توسط دستگاه سرعت سنج آکوستیکadv صورت گرفته که براساس قوانین داپلر عمل می کند. به کمک این دستگاه پروفیل های سرعت و غلظت برای موقعیت های مکانی متفاوت بافل، ارتفاع بافل و غلظت های ورودی مختلف رسم شده است. در نهایت معیار بهبودی راندمان نیز مقایسه نتایج با حالت بدون حضور بافل بوده است.در این تحقیق مشخص گردید که استفاده مناسب از تک بافل میانی یا بافل های ترکیبی، منجر به بهتر شدن کیفیت آب تصفیه شده خروجی از حوضچه می گردد. البته زمانی که بافل یا بافل ها دارای موقعیت مکانی یا ارتفاع نامناسب باشند به شدت عملکرد حوضچه را تضعیف می نمایند و نیز با افزایش غلظت، اثر بافل یا بافل های میانی در بهبود کارآیی حوضچه کاهش می یابد. در حالت تک بافلی، بهترین بازده حوضچه در غلظت 400 میلی گرم بر لیتر و زمانی است که بافل میانی در 4 متری ورودی مستقر گردیده و ارتفاع آن 11 سانتی متر می باشد. در حالت استفاده از بافل های ترکیبی نیز، بهترین راندمان در حالت ترکیبی 11-17 (استفاده از بافل 17 سانتیمتری در موقعیت 2/4 متری ورودی و بافل 11 سانتیمتری در موقعیت 4 متری ورودی) در غلظت ورودی 400 میلی گرم بر لیتر رخ داد. نتایج حاصل از آزمایشات بافل های ترکیبی حاکی از آن است که در حالت کلی استقرار بافل بزرگ تر در مقطع نزدیک تر به ورودی حوضچه، سبب افزایش محسوس راندمان نسبت به حالت عکس می گردد.