05 Mar Sistemas de aireación y transferencia para reactores biológicos
Los reactores biológicos necesitan tener cubiertas sus necesidades de oxígeno en distintas condiciones, como pueden ser distintas temperaturas del agua, temperatura ambiente, concentración de sólidos suspendidos en el reactor, densidad y viscosidad del licor mezcla y cargas contaminantes (DQO, DBO5) mínimas y puntas.
El dimensionado de los equipos de aireación debe cubrir las necesidades punta en las peores condiciones de transferencia de aire, para evitar problemas operacionales y de rendimiento del proceso de depuración biológica.
La cantidad y transferencia de oxígeno se debe conseguir con el menor consumo energético posible, ya que este, es el principal coste de explotación de los tratamientos biológicos aerobios. Además, las máquinas deben ser fiables y seguras, el fallo de estas máquinas es crítico para el proceso.
En el diseño hay que tener en consideración el tipo de máquina soplante a elegir, ubicación, diseño redundante, control, sistema de transferencia, ruido y mantenimiento.
Para la elección de las máquinas soplantes, tendremos en cuenta la altura del reactor, la concentración de sólidos y el caudal de aire necesario.
La altura de los reactores es un factor para tener en cuenta ya que a mayor altura menor ocupación de espacio, pero el consumo energético será mayor.
Para pequeños caudales y altura de reactor bajas podemos utilizar máquinas de canal lateral. Cuando necesitamos turbulencia y para reactores de baja concentración de sólidos y necesidades de oxígeno pequeñas son adecuados los eyectores Venturi por su bajo coste y fácil mantenimiento. Para cubrir necesidades de oxígeno altas necesitaremos máquinas de émbolos rotativos y parrillas de difusores que proporcionarán un gran rendimiento con un coste de operación bajo. Y para calados altos (mayor de 6 m), y potencias elevadas (> 100KWh) es aconsejable montar turbocompresores de levitación neumática.
La elección de emparrillados fijos o extraíbles dependerá del mantenimiento requerido, para aguas incrustantes siempre es recomendable extraíbles ya que reducen los costes de operación hasta un 40 %.
Eyector Venturi
Los eyectores Venturi, son adecuados para pequeños caudales de aire, no requieren prácticamente mantenimiento, su transferencia es inferior frente a los sistemas de difusión por burbuja fina y consumen mayor energía a caudales medios y bajos, ya que necesitan un caudal de recirculación continuo para la generación de aire. Pueden ser empleados también cuando la altura de los reactores supera los 6 m, y se quieren emplear soplantes de émbolos rotativos, ya que el efecto de succión de la bomba de recirculación hace bajar la contrapresión a la impulsión de la soplante.
Difusores de plato en parrilla fija
Los difusores de burbuja fina son los elementos que mayor transferencia de oxígeno proporcionan, ya que generan una burbuja muy fina, aumentando la superficie específica de contacto de agua con aire, facilitando así su disolución. Aunque son los elementos más eficaces a la hora de la transferencia de oxígeno, tienen como desventaja que con el tiempo se pueden ir incrustando o rompiendo, perdiendo su capacidad de transferencia. En el caso de instalarse en parrillas fijas, hay que prever un vaciado de reactor para su mantenimiento.
Difusores tubulares en parrilla extraíble
Los difusores tubulares de burbuja fina, se ideales para su instalación en parrilla extraíble, son más robustos que los de plato y proporcionan las ventajas de una gran transferencia con la facilidad den su mantenimiento, por lo que son los equipos más eficaces y adecuados para altos requerimientos de aireación, como desventaja son difíciles de ubicar en reactores circulares y de gran altura.