CFD simulation of a novel mixing and aeration system for wastewater treatment

用于废水处理的新型混合曝气系统的 CFD 模拟

基本信息

  • 批准号:
    469189-2014
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
  • 财政年份:
    2014
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2014-01-01 至 2015-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Water and wastewater systems are significant energy consumers with an estimated 3%-4% of total U.S. electricity consumption. Wastewater treatment using activated sludge process is generally aided by aeration, supplying the required oxygen for degradation of organic materials. Current aeration systems account for 50% to 80% of wastewater treatment plant operating budgets. With rising energy costs and a growing focus on energy conservation and carbon footprint reduction, there is increasing demand for energy-efficient aeration technologies. Ekologix Earth-Friendly Solutions Inc. (Ekologix) is currently experimentally testing its new invention, Plunge-AspiroTM Mix (PAM) that can reduce energy use by up to 60%. Using a liquid pump and multiple vertical jet streams introduced from the top of the aeration reactor, PAM concurrently mixes and aerates while supplying tiny bubbles, resulting in improved performance and energy efficiency of the reactor. Although, performance of current design of PAM is being tested in full-scale, both hydraulic and process optimizations should be conducted for further improvement in the efficiency by simulating alternating hydraulic mixing levels without sacrificing process efficiency (i.e. organics destruction and nitrification efficiency). This can be achieved by computational fluid dynamics (CFD). The objective of this project is to establish a CFD simulation model for an aeration basin fitted with a basic design of PAM to determine the mixing pattern in the tank and to identify short-circuiting, dead and recirculation zones. The validated CFD model will be coupled with kinetic models to predict the organics removal for variable water and air flow rates, suspended solids, and dissolved organics concentration. The validated CFD model along with the bio-kinetic model will be a useful tool for the design of similar activated sludge aeration basins.
水和废水系统是重要的能源消耗者,估计占美国总电力消耗的3%-4%。使用活性污泥法的废水处理通常通过曝气辅助,提供降解有机材料所需的氧气。 目前的曝气系统占污水处理厂运营预算的50%至80%。 随着能源成本的上升以及人们对节能和减少碳足迹的日益关注,对节能曝气技术的需求越来越大。Ekologix地球友好解决方案公司(Ekologix)目前正在实验性地测试其新发明Plunge-AspiroTM Mix(PAM),该发明可将能源使用量减少高达60%。利用液体泵和从曝气反应器顶部引入的多股垂直射流,PAM在提供微小气泡的同时同时混合和曝气,从而提高反应器的性能和能量效率。 虽然目前PAM设计的性能正在全面测试中,但应通过模拟交替的水力混合水平进行水力和工艺优化,以进一步提高效率,而不牺牲工艺效率(即有机物破坏和硝化效率)。 这可以通过计算流体动力学(CFD)来实现。 本项目的目的是建立一个CFD模拟模型,曝气池配有一个基本的设计PAM,以确定在坦克的混合模式,并确定短路,死区和回流区。 经验证的CFD模型将与动力学模型相结合,以预测可变水和空气流速、悬浮固体和溶解有机物浓度的有机物去除。经过验证的计算流体力学模型沿着生物动力学模型将为类似活性污泥曝气池的设计提供有用的工具。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ray, Madhumita其他文献

Known components of the immunoglobulin A:T mutational machinery are intact in Burkitt lymphoma cell lines with G:C bias
  • DOI:
    10.1016/j.molimm.2006.12.006
  • 发表时间:
    2007-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Xiao, Zheng;Ray, Madhumita;Diaz, Marilyn
  • 通讯作者:
    Diaz, Marilyn

Ray, Madhumita的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ray, Madhumita', 18)}}的其他基金

Advancing Resource Recovery from Waste Streams
推进废物流资源回收
  • 批准号:
    RGPIN-2022-03904
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Advanced Technologies for Water and Wastewater Treatment
水和废水处理的先进技术
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04916
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Advanced Technologies for Water and Wastewater Treatment
水和废水处理的先进技术
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04916
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Advanced Technologies for Water and Wastewater Treatment
水和废水处理的先进技术
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04916
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Advanced Technologies for Water and Wastewater Treatment
水和废水处理的先进技术
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04916
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Effect of alkaline pretreatment on emerging substances of concern (ESoC) in biosolids**
碱预处理对生物固体中新出现的关注物质 (ESoC) 的影响**
  • 批准号:
    533799-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Advanced Technologies for Water and Wastewater Treatment
水和废水处理的先进技术
  • 批准号:
    RGPIN-2017-04916
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Technologies for Micropollutants Removal: Performance and Cost Evaluation.
微污染物去除技术:性能和成本评估。
  • 批准号:
    326842-2012
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Use of Wood Ash Carbon for Removal of Trace Contaminants from Secondary Effluent
使用木灰碳去除二级废水中的微量污染物
  • 批准号:
    507588-2016
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program
Experimental characterization of engine oil filter materials and determination of permeability
发动机机油滤清器材料的实验表征和渗透性测定
  • 批准号:
    485851-2015
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program

相似国自然基金

Simulation and certification of the ground state of many-body systems on quantum simulators
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    40 万元
  • 项目类别:
基于WRF-Mosaic近似不同下垫面类型改变对区域能量和水分循环影响的集合模拟
  • 批准号:
    41775087
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    68.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
  • 批准号:
    20974040
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微扰量子色动力学方法及在强子对撞机的应用和暗物质的研究
  • 批准号:
    10975004
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
孔隙介质中化学渗流溶解面非稳定性的理论分析与数值模拟实验研究
  • 批准号:
    10872219
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Kinetic Monte Carlo 模拟薄膜生长机理的研究
  • 批准号:
    10574059
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变压吸附中真空脱附过程的传质传热规律研究
  • 批准号:
    20576028
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

A computational approach combining 4D Flow and CFD for improved determination of cerebral hemodynamics
结合 4D Flow 和 CFD 的计算方法可改进脑血流动力学测定
  • 批准号:
    10581283
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Coronary Fractional Flow Reserve Determined Using MRI and CFD
使用 MRI 和 CFD 确定冠状动脉血流储备分数
  • 批准号:
    9887194
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Coronary Fractional Flow Reserve Determined Using MRI and CFD
使用 MRI 和 CFD 确定冠状动脉血流储备分数
  • 批准号:
    10579169
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
A vascular tree topology inspired platform to compute intracranial blood flow (tree CFD)
受血管树拓扑启发的计算颅内血流量的平台(树 CFD)
  • 批准号:
    9388198
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
A Multi-Scale CFD-FSI Model of the Hybrid Norwood Palliative Treatment for Hypopl
Hypopl 混合 Norwood 姑息治疗的多尺度 CFD-FSI 模型
  • 批准号:
    8721151
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
CDS&E-ENG: A Novel Approach for Oceanographic Explorations: Multi-Scale Modeling and Simulation using CFD Enabled by AUVs Data
CDS
  • 批准号:
    1250280
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Linking Multiscale Dynamics of Shear-induced Blood Damage to CFD modeling
将剪切引起的血液损伤的多尺度动力学与 CFD 建模联系起来
  • 批准号:
    7837273
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Linking Multiscale Dynamics of Shear-induced Blood Damage to CFD modeling
将剪切引起的血液损伤的多尺度动力学与 CFD 建模联系起来
  • 批准号:
    7815733
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Linking Multiscale Dynamics of Shear-induced Blood Damage to CFD modeling
将剪切引起的血液损伤的多尺度动力学与 CFD 建模联系起来
  • 批准号:
    7526707
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
Linking Multiscale Dynamics of Shear-induced Blood Damage to CFD modeling
将剪切引起的血液损伤的多尺度动力学与 CFD 建模联系起来
  • 批准号:
    7848329
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 1.82万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了