下水処理場
本発表にあたり、Suda Bunduwongse博士、Preecha Kaewkla氏（Tyco Earth Tech Thailand）、Rick Bitcon氏（Earth Tech Canada）、Steve Kirkwood氏（Earth Tech UK）、Ken Doyle氏（CFD Solutions, UK）に感謝の意を表します。
アーステック社のタイ、カナダ、英国に拠点を置くエンジニアリングチームが、バンコク首都圏向けの7つの大規模下水処理場のうち4番目の施設を設計・建設した際、 処理工程における重要な構成要素の設計最適化にFLOW-3Dが使用されました。現在、当社の土木・環境分野のお客様は、このようなモデリングと解析に FLOW-3D HYDRO を使用しています。BMA-4処理施設では、アーステック社独自のCASSTM循環式活性汚泥システム）SBRプロセスを採用し、バンコク北部地区（面積約12.9平方マイル）からの下水を処理しています。
バンコク首都圏内の敷地位置
BMA-4廃水処理施設
BMA-4廃水処理施設は、以下の設計に基づいて設計されました。
1.取水ポンプ場
2.前処理および二次処理作業
3.汚泥処理および臭気制御施設
4.処理済み排水の排出
Earth Techの設計チームは、CFD解析によって改善できるBMA-4プラント設計の主要要素として、前処理（微細スクリーン、砂除去、FFT制御、雨水溢流）と二次処理CASSTM供給（ポンプ場、サンプ、供給チャンバー）を特定しました。その後、処理水排出カスケード付近での洗掘問題が発生し、さらなる課題が生じました。Earth TechとCFD Solutionsは、これらのシステムのさまざまな FLOW-3D HYDRO モデルを開発し、プラント設計の初期段階でタイとカナダに拠点を置くエンジニアチームに研究結果を伝えることで、設計時間とコストの削減を実現し、設計サイクルの開始段階でプラント性能を向上させる可能性のある設計変更を明確にしました。
予備的治療分析
インレットおよびスクリーンチャンバーのシミュレーション
右側の入口およびスクリーンチャンバーのモデル（流速も図示）は、微細スクリーン操作のさまざまな構成をシミュレートし、その結果として、砂除去ユニットに供給する2つの出口チャネル間の流量分割を推定するためのプラットフォームを提供した。
シミュレーションの結果、砂除去ユニットへの流量配分が非効率になる可能性があり、いずれかのユニットが過負荷状態になることが示唆されました。これは、二次処理前の砂除去効率が低下する可能性を示唆しています。また、当初設計された砂除去ユニットの詳細なCFDシミュレーションにより、これらのユニットを代替ユニットに置き換えることで、砂除去効率の向上を実現しました。
 グリットチャンバーの形状
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 グリットチャンバーシミュレーション
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 雨水溢流形状
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 豪雨による氾濫シミュレーション
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シミュレーションでは、砂ろ過装置の下流にあるいくつかの構成要素、すなわち、完全処理までの流量を自動制御する水圧管路と、それに伴う雨水溢流装置についても検討しました。これらのプロセス要素のCFDモデルには、 FLOW-3D HYDRO 独自の機能 （移動障害物）が組み込まれており、水圧管路の水門制御の過渡的な動作を表現しています。
雨水越流堰の自由表面モデル化と、これらの要素のコンパクトな性質から生じる複雑な3次元流動条件および背水の計算により、水面標高に関する貴重な追加的知見が得られました。
二次処理CASSTM飼料
CASSTMフィードチャンバーのシミュレーション
カスケード式曝気堰のシミュレーション
カスケード式エアレーター
FLOW-3D HYDRO は、BMA-4下水処理施設における困難な設計課題を解決するための効果的なツールでした。この記事の執筆時点では、同施設は第1段階の運転中で、1日あたり5940万ガロンの処理能力を有していました。