Propuesta de un modelo de dos zonas simplificado para el estudio de la transferencia de oxígeno en sistemas de aeración con difusores de poro fino

Abstract

En esta investigación se propuso un modelo de dos zonas simplificado para la transferencia de oxígeno en sistemas de aeración con difusores de poro fino, el cual se utilizó luego para estudiar el efecto de diversos contaminantes en la velocidad de transferencia de oxígeno de estos sistemas. El modelo considera que en un sistema de aeración por difusores existen dos zonas de transferencia de masa bien diferentes: una es la zona de dispersión de las burbujas en el seno del fluido y la otra es una zona de reaireación en la superficie. Para su obtención, se analizaron las ventajas y desventajas de los modelos de transferencia de oxígeno de la ASCE y la solución analítica al de dos zonas de Chern y Yu, se planteó el balance de materia y se resolvió realizando algunas simplificaciones razonables. La parte experimental de esta investigación consistió en la realización de una serie de pruebas de aeración con un difusor de poro fino en un tanque con aproximadamente 1000 l de agua; las pruebas se realizaron utilizando tanto agua limpia, como agua con la presencia de diversas sustancias contaminantes (detergente, aceite y sólidos suspendidos). A partir de los datos obtenidos se determinaron los coeficientes volumétricos de transferencia de oxígeno correspondientes a las dos zonas de aeración y con ellos el factor alfa (¿) de las aguas contaminadas estudiadas. El modelo de dos zonas obtenido presentó la característica de describir en una forma más rigurosa el fenómeno de la transferencia de oxígeno, con la ventaja de poseer cierta simpleza matemática para el manejo de datos experimentales de aeración. A partir de las correlaciones realizadas se concluyó que el coeficiente de la zona de aireación en la superficie se ve más fuertemente afectado por el flujo de aire, mientras que la temperatura afecta de una forma prácticamente idéntica a los coeficientes de ambas zonas...