مشخصات پژوهش

عنوان	شبیه سازی هضم بی هوازی اسیدهای چرب فرار در راکتور بستر ثابت به روش دینامیک سیالات محاسباتی
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	هضم بی هوازی، دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی، بازدارندگی، راکتور بستر ثابت
چکیده	هضم بی هوازی یکی از فرآیندهای پرکاربرد در تصفیه پساب است که طی آن، مواد آلی توسط گروهی از ریزسازواره ها تجزیه شده و تبدیل به زیست گاز (متان، کربن دی اکسید، و هیدروژن) می شوند. این فرآیند در چهار مرحله اصلی آب کافت، اسیدزایی، استات زایی، و متان زایی رخ می دهد. با توجه به گسترش روزافزون تکنولوژی در جهان و نیاز به تصفیه پساب های حاصل از صنایع مختلف، لازم است هاضم های بی هوازی از نظر طراحی مکانیکی و فرآیندی بررسی شده و پارامترهای کلیدی آن ها طوری تنظیم شوند که درصد حذف بار آلی (COD) به بیشینه مقدار ممکن برسد. دینامیک سیالات محاسباتی پرکاربردترین روش نرم افزاری برای تحلیل دینامیکی جریان سیال در مسایل مختلف است، که کاربرد زیادی در شبیه سازی سامانه های بیولوژیکی دارد. مهم ترین مشکل در شبیه سازی سامانه های بی هوازی به این روش، تعیین مدل سینتیکی مناسب است. واکنش های بی هوازی تحت تأثیر عوامل بازدارنده کند شده و سینتیک آن ها تغییر می کند. مدل های مختلفی برای توصیف سینتیک واکنش های بی هوازی ارایه شده است، اما به دلیل در دسترس نبودن داده های تجربی مربوط به بازدارندگی، قابل استفاده در شبیه سازی نیستند. در این پژوهش، یک راکتور بستر ثابت پیوسته در مقیاس آزمایشگاهی و در شرایط پایا به روش دینامیک سیالات محاسباتی شبیه سازی شد. خوراک ورودی یک پساب مصنوعی شامل محلول استیک اسید، پروپیونیک اسید، و بوتیریک اسید در حلال آب است. به دلیل در دسترس نبودن داده های سینتیکی تجربی برای راکتور بستر ثابت، از داده های سینتیکی راکتور ناپیوسته، در شرایط عملیاتی مشابه، استفاده شد. شبیه سازی با فرض مدل هیدرودینامیکی تک فازی جریان خزنده (استوکس) انجام شد و نتایج خروجی غلظت اجزای مختلف با داده های تجربی مقایسه گردید. میزان خطای غلظت پروپیونیک اسید و بوتیریک اسید قابل قبول بوده ولی خطای غلظت استیک اسید زیاد است. این خطا مربوط به تأثیر زیاد بازدارندگی بر واکنش متان زایی است، که در روابط سینتیکی دیده نشده است. به منظور بررسی تأثیر بازدارندگی بر نتایج، یک رابطه ابتکاری، مبتنی بر نتایج شبیه سازی و داده های تجربی، برای محاسبه ضرایب تقریبی بازدارندگی تعریف شد و نتایج غلظت، با اعمال این ضرایب، مجدداً ارزیابی گردید. مقایسه خطا در دو حالت شبیه سازی (با ضرایب و بدون ضرایب) نشان داد که عمده خطا مربوط به عدم لحاظ اثرات
پژوهشگران	مهرداد خامفروش (استاد راهنما)، سید محمد موسوی (استاد مشاور)، ساسان زارعی (دانشجو)