Los
sistemas biológicos aerobios para el tratamiento de efluentes líquidos
necesitan el suministro de oxígeno para que los microorganismos puedan oxidar
la materia orgánica, es decir la carga que contamina el agua, hasta CO2 y H2O.
Los aireadores tienen por objeto suministrar el oxígeno necesario y mantener un
grado de agitación que asegure una buena mezcla del sistema.
¿Qué condiciones deben
cumplir estos sistemas de aireación?
El mecanismo de transferencia
del oxígeno puede ser explicado por el modelo de las dos películas, donde la
hipótesis sugiere que la resistencia que regula la velocidad de transferencia
se halla en la fase líquida.
La ecuación que
representa la velocidad de transferencia de oxígeno, según este modelo, es:
dMO2/dt = -DO2. A. dCO2/dx
donde:
MO2 = masa de Oxígeno en (kg)
t = tiempo en (h)
DO2 = Coeficiente de difusión de oxígeno en
(m2/h)
A = Área superficial de contacto entre el gas y
el líquido (m2)
CO2 = Concentración de Oxígeno disuelto en
(kg/m3)
x = distancia hasta la interface gas liquido
(m)
Realizando algunas simplificaciones se puede
expresar la ecuación anterior, del siguiente modo:
dCO2/dt = kl.a.(Cs-Cl)
donde:
dCO2/dt = Variación de la concentración de
oxígeno respecto al tiempo
kl = Coeficiente de transferencia (m/h)
a = Área específica de intercambio (m2/m3)
Cs = Concentración de saturación en la película
Cl = concentración en el seno del líquido
A partir de esta expresión matemática, se
infiere, que la variación de la concentración de oxígeno respecto al tiempo es
proporcional a:
· La diferencia de concentración, es decir si el líquido está
cerca de la saturación la velocidad de
transferencia será menor.
·
Al área de intercambio gas líquido (a
mayor área mejor transferencia).
·
Al espesor de la película (menor
espesor mayor transferencia).
Estos
dos últimos puntos nos indican que es fundamental un buen diseño del aireador, para
lograr un grado de agitación tal que disminuya el espesor de la película
líquida y aumente el área de transferencia.
El
aumento del área va a depender del tipo de aireador que hayamos elegido, si es
un sistema superficial se deberá lograr que las gotas de líquido sean pequeñas, y si es un sistema sumergido (difusores, eductores, aireadores rápidos, etc.) se deberá lograr que las burbujas sean muy pequeñas.
Resumiendo,
sea cual fuere el sistema de aireación elegido, este debe maximizar el área de
intercambio y disminuir el espesor de la película, lo que se consigue con una
buena agitación.
Además es necesario mantener los flóculos en suspensión y lograr un íntimo contacto entre la fase líquida, que tiene el oxígeno disuelto, y los microorganismos, que se encuentran agrupados en los flóculos, para que estos puedan consumir el oxígeno.
Si los flóculos no se mantienen en suspensión y sedimentan, la capa de lodo que se acumula en en fondo del reactor, después de consumir el oxígeno disponible, fermenta generando malos olores.
Sin embargo una agitación excesiva podría romper los flóculos, en desmedro de la etapa de sedimentación, lo que pone un límite a la intensidad de la agitación.
Además es necesario mantener los flóculos en suspensión y lograr un íntimo contacto entre la fase líquida, que tiene el oxígeno disuelto, y los microorganismos, que se encuentran agrupados en los flóculos, para que estos puedan consumir el oxígeno.
Si los flóculos no se mantienen en suspensión y sedimentan, la capa de lodo que se acumula en en fondo del reactor, después de consumir el oxígeno disponible, fermenta generando malos olores.
Sin embargo una agitación excesiva podría romper los flóculos, en desmedro de la etapa de sedimentación, lo que pone un límite a la intensidad de la agitación.
En el siguiente vídeo, se puede ver que nuestros aireadores generan finas burbujas aumentando la eficiencia de la transferencia de oxígeno al líquido tratado.
Para más información puede visitar nuestra página web
