Simulazione numerica dell’evoluzione della concentrazione di ossigeno disciolto nel flusso indotto da un getto turbolento acqua-ossigeno in ambiente confinato

La non uniforme miscelazione e ossigenazione nelle vasche di ossidazione degli impianti a fanghi attivi è una problematica cruciale nella gestione degli impianti di trattamento delle acque reflue. L’evoluzione della concentrazione di ossigeno disciolto (OD) nel tempo è stata valutata mediante la simulazione numerica del flusso bifase (acqua e ossigeno in bolle) indotto da un getto circolare turbolento in un impianto a scala ridotta. Il campo di moto indotto dal getto è calcolato con un metodo Euleriano ed è assunto indipendente dal moto delle bolle di ossigeno; quest’ultimo è risolto con un metodo statistico Lagrangiano, attraverso la soluzione dell’equazione della dinamica delle bolle in cui è implementato un contributo di movimento casuale per tenere conto degli effetti legati alla turbolenza. La risoluzione dell’equazione di bilancio della concentrazione di OD permette di valutare il trasferimento di massa dalle bolle alla fase liquida, a partire da una distribuzione dimensionale delle bolle determinata sperimentalmente mediante post processing di immagini ad alta definizione. I risultati ottenuti mostrano una buona concordanza con i valori misurati di OD ed evidenziano l’importanza della determinazione della dimensione delle bolle per la corretta valutazione del fenomeno in esame