学会誌「EICA」

[研究発表] 数値流体解析と活性汚泥モデルシミュレーションを用いたオキシデーション・ディッチ内溶存酸素濃度分布の基礎的な評価

内容

オキシデーション・ディッチ（ＯＤ）法は高度処理にも対応できる排水処理プロセスで中・小規模の下水処理場・排水処理装置に採用実績が多い。ＯＤ法を用いて高度処理を行う場合には溶存酸素分布の把握は運転管理上特に重要な要素である。ＯＤ内の流れの場は流速やＯＤのコーナー部に設置された整流壁の配置などによって影響を受けることが予想され、このため汚泥分布が生じ生物反応による酸素消費状態も変わると考えられる。従って攪拌・エアレーション装置の特性／設置条件のみならず汚泥分布もＤＯ分布に影響を与えると考えられる。本報では数値流体解析（ＣＦＤ）と活性汚泥モデルシミュレーションを用いて、整流壁の設置条件やＯＤ内の流速による流れの場とＤＯ分布について基礎的な検討を行ったので、その解析結果について報告する。

巻

9巻2号2004年

Page

35

題名

数値流体解析と活性汚泥モデルシミュレーションを用いたオキシデーション・ディッチ内溶存酸素濃度分布の基礎的な評価

Title

Fundamental analysis of concentration of dissolved oxygen in OD with ASM based on CFD

著者

○豊岡和宏，佐藤茂雄(（株）明電舎），土屋 玄（(財)下水道新技術推進機構），谷口文武（日本理水設計（株）），古米弘明（東京大学）

Authors

○Kazuhiro TOYOOKA1，Shigeo SATO1，Gen TSUCHIYA2，Fumitake TANIGUCHI3，Hiroaki FURUMAI4

著者表記

Author attribution

著者勤務先名

Office name

著者所属名

キーワード

数値流体解析（ＣＦＤ），活性汚泥モデル（ＡＳＭ），オキシデーション，ディッチ（ＯＤ），流れの場，溶存酸素

Key Words

Activated Sludge Model，Computational Fluid Dynamics ，DO，Oxidation Ditch

概要

オキシデーション・ディッチ（ＯＤ）法は高度処理にも対応できる排水処理プロセスで中・小規模の下水処理場・排水処理装置に採用実績が多い。ＯＤ法を用いて高度処理を行う場合には溶存酸素分布の把握は運転管理上特に重要な要素である。ＯＤ内の流れの場は流速やＯＤのコーナー部に設置された整流壁の配置などによって影響を受けることが予想され、このため汚泥分布が生じ生物反応による酸素消費状態も変わると考えられる。従って攪拌・エアレーション装置の特性／設置条件のみならず汚泥分布もＤＯ分布に影響を与えると考えられる。本報では数値流体解析（ＣＦＤ）と活性汚泥モデルシミュレーションを用いて、整流壁の設置条件やＯＤ内の流速による流れの場とＤＯ分布について基礎的な検討を行ったので、その解析結果について報告する。

Abstract

Oxidation Ditch (OD) process has been applied to small-sized wastewater treatment plants (WWTPs) in Japan. This process has an advantage of stable treatment performance under easy operation condition. In addition, it is possible to achieve nutrient removal by introducing anaerobic and aerobic zones, although it is not so easy to control dissolved oxygen conditions properly. The IWA Activated Sludge Models (ASMs) have been utilized to design and operate WWTP positively. When the models are applied to an OD process, hydraulic and mixing condition is empirically expressed by the tanks-in-series model. However, it can not consider the spatial distribution of back-flow, short-cut flow and dead-space in the process appropriately. Computational Fluid Dynamics (CFD) software has become a powerful tool to investigate spatial flow and mixing regimes in water treatment processes. We analyzed the effect of the introduced baffle on flow conditions in an OD process with an assistance of CFD calculation, and then we discussed spatial distributions of sludge and dissolved oxygen concentrations through several CFD simulations incorporating IWA ASM1.