مدل سازي عددي يك بعدي الگوي رسوب در حوضچه هاي ترسيب مستطيلي

1D Numerical Modeling of sediment Pattern in settling Basins

حوضچه هاي ترسيب يكي از سازه هاي مهندسي ضروري جهت ته نشيني ذرات رسوب بوده و در تجهيزات آب و فاضلاب، به منظور جلوگيري از خسارات ذرات رسوب، به طور معمول مورد استفاده قرار مي گيرد. هدف از اين تحقيق ارائه مدل عددي يك بعدي جهت شبيه سازي جريان و رسوب در حوضچه ترسيب مستطيلي مي باشد. معادلات حاكم معادلات متوسط گيري شده در عمق جريان و انتقال رسوب بوده و براي حل عددي، روش تفاضل محدود بكار رفته است. مدل را مي توان براي جريان غيرماندگار و ذرات غيريكنواخت مورد استفاده قرار داده و مي توان اطلاعات مهمي مانند راندمان حذف، ضخامت و توزيع اندازه ذره گل و لاي را پيشبيني كرد. مقايسه نتايج مدل عددي پيشنهادي با نتايج ساير پژوهشگران، دقت قابل قبول مدل پيشنهادي را بيان كرده به گونه اي كه در تمامي موارد مورد بررسي ميزان خطا كمتر از 3% بود. نتايج آناليز حساسيت نشان داد كه بيش از 50 درصد رسوبات معلق در 5 متر اول حوضچه رسوب مي كند؛ از اينرو افزايش در ابعاد حوضچه ترسيب مستطيلي بهترين راه براي بهبود عملكرد حوضچه نيست. در واقع افزايش راندمان حذف را مي توان با كاهش عمق حوضچه ترسيب، افزايش مساحت سطح مقطع جريان و كاهش ميزان جريان سرريزي بدست آورد.

Settling basins are one of the most important structures is commonly used for deposition of sediment particles in water and wastewater systems, in order to prevent the damage of sediment particles. The purpose of this study is to provide a one-dimensional numerical model for simulating flow and sediment in a rectangular sedimentation tanks. The governing equations are depth averaged equations of flow and sediment transport. In order to the numerical solution, the finite difference method has been used. The model can be used for non-uniform flow and non-uniform particles and could predict important information such as removal efficiency, thickness, and distribution of particle size of sludge. Comparison of the results of the proposed numerical model with the results of other researchers stated the acceptable accuracy of the proposed model, so that in all cases the error rate was less than 3%. The results of the sensitivity analysis showed that more than 50 percent of suspended sediment deposited at the first 5 meters of the basin; therefore, the increase in the dimensions of the rectangular reservoir is not the best way to improve the performance of the pond. In fact, increasing the removal efficiency can be achieved by reducing the depth of the settling basin, increasing the cross-sectional area of flow and reducing the surface loading rate.