Application de la CFD à la simulation d’un réacteur biologique

Abstract

Dans le traitement de l’eau usée urbaine, le principal procédé de traitement des composés organiques et azotés est le procédé à boues activées. Les réacteurs biologiques sont les éléments les plus importants de ce système, la qualité du traitement et les coûts énergétiques sont fortement liés à leur fonctionnement et leurs performances. Une connaissance approfondie de leur hydrodynamique est nécessaire pour optimiser leur conception et garantir un traitement efficace dans ce type d’installations. Notre étude consiste en l’utilisation des logiciels Gambit-Fluent pour la simulation des écoulements dans un réacteur annulaire aéré équipé de diffuseurs de fines bulles d’air et d’agitateurs à vitesses lentes et à grandes pâles. Le logiciel Fluent utilise la méthode des volumes finis pour la discrétisation des équations mathématiques régissant l’écoulement en régime permanent monophasique et/ou diphasique dans le réacteur. Le modèle standard k-ε a été choisi pour la résolution de ces équations en régime turbulent. Pour l’écoulement monophasique l’influence de la rugosité des parois du bassin et la vitesse de rotation des agitateurs (eau claire, sans aération) sur la vitesse de circulation moyenne a été étudiée. Alors que pour l’écoulement diphasique nous avons rajouté les effets de la vitesse de circulation. du diamètre des bulles d’air, ainsi que ceux du débit d’air.