مقایسه عملکرد راکتورهای ایرلیفت جریان داخلی و خارجی جهت تصفیه آب به کمک لجن فعال

زمینه و هدف: در این تحقیق اثر شرایط عملیاتی و پارامترهای طراحی مانند شدت هوادهی، نسبت سطح ناودان به بالارونده و خصوصیات مایع بر هیدرودینامیک و ضریب حجمی انتقال جرم در راکتور های ایرلیفت سه فازی بررسی شده است. روش بررسی: . آزمایش‌ها در راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی با نسبت سطح ناودان به بالارونده 0.14 و راکتور های ایرلیفت داخلی با نسبت سطح ناودان به بالارونده0.36 و 1 انجام شده است. هوا و آب به ترتیب به عنوان فاز گاز ومایع و و لجن فعال به عنوان فاز جامد استفاده شده اند. یافته ها: نتایج نشان داد سرعت چرخش مایع، نگهداشت گاز و ضریب حجمی انتقال جرم با افزایش سرعت حجمی گاز، کاهش غلظت لجن و کاهش نسبت سطح ناودان به بالا رونده، افزایش یافته است. بیش‌ترین مقدار نگهداشت گازبرابر با 0.178 در راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی با غلظت 1% وزنی لجن فعال در سرعت حجمی گاز 0.24 متر بر ثانیه مشاهده شد. مدلی برای پیش بینی اثر غلظت لجن فعال، سرعت حجمی گاز و نسب سطح ناودان به بالارونده بر انتقال جرم راکتور های ایرلیفت لجن فعال ارائه شده است که با نتایج تجربی تطابق خوبی دارند. بحث و نتیجه گیری: به‌طورکلی بررسی عملکرد راکتورهای ایرلیفت داخلی و راکتورهای ایرلیفت دارای حلقه خارجی در شرایط مختلف غلظت و سرعت حجمی نشان داد راکتور ایرلیفت دارای حلقه خارجی دارای عملکردی بهتر در مقایسه با راکتور ایرلیفت داخلی است.

Comparison of the Performance of Internal and External Loop Air lift Reactors for Water Treatment by Activated Sludge

Background and Objective: In This study the impacts of operating conditions such as aeration rate, the downcomertoriser crosssectional area ratio (Ad/Ar), and liquid phase properties on the hydrodynamics and volumetric mass transfer coefficient in threephase airlift reactors was investigated. Method: Experiments were conducted in external loop airlift reactor with downcomer to riser crosssectional area ratio (AD/AR=0.14) and internal airlift reactors with downcomer to riser crosssectional area ratios 0.36 and 1. Air and Water were used as gas and liquid phases, respectively and activated sludge is used as the solid phase. Findings: The liquid circulation velocity, gas holdup and mass transfer coefficient increased with an increase in the superficial gas velocity, decrease the sludge concentration and decrease downcomer to riser crosssectional area ratio. The maximum amount of gas hold up, 0.178 in external airlift reactor with 1%(w/w) activated sludge in superficial gas velocity 0.24(m/s) was observed. A model to predict the effect of activated sludge concentration, the superficial gas velocity and the downcomertoriser crosssectional area ratio on the mass transfer activated sludge airlift reactors provided which with the experimental results are in good agreement. Discussion and Conclusion: The evaluation of internal and external reactors performance at different concentration and superficial gas velocity show that the airlift reactor with external loop has better performance in comparison with internal airlift reactors.