Un modèle pour déterminer le coefficient de transfert de masse d'oxygène dans les bioréacteurs

L'objectif de cet article est de présenter un modèle mécaniste validé expérimentalement pour prédire le coefficient du taux de transfert d'oxygène (Kla) dans les bassins d'aération pour différentes températures de l'eau. En utilisant les données expérimentales créées par Hunter et Vogelaar, la formule reproduit précisément les résultats expérimentaux pour le Kla normalisé à 20 0C, comparativement mieux que le modèle actuel utilisé par l'ASCE 2-06 basé sur l'équation Kla20 = Kla. (¿)(20-T) où T est en 0C. Actuellement, les valeurs rapportées pour ¿ vont de 1,008 à 1,047. Comme il s'agit d'une fonction géométrique, une erreur importante peut résulter de l'utilisation d'une valeur incorrecte de ¿. L'établissement d'une telle valeur pour un système d'aération ne peut se faire qu'au moyen d'une série d'essais à pleine échelle sur une gamme de températures requises. Le nouveau modèle prédit les coefficients de transfert d'oxygène avec une erreur de 1 % par rapport aux mesures observées. Il s'agit d'une percée car la prédiction correcte du coefficient de transfert de masse volumétrique (Kla) est une étape cruciale dans la conception, l'exploitation et la mise à l'échelle des bioréacteurs, y compris les bassins d'aération des stations d'épuration des eaux usées, et l'équation développée permet de le faire sans avoir recours à de multiples essais en grandeur réelle.