Un modello per determinare il coefficiente di trasferimento di massa dell'ossigeno nei bioreattori

L'obiettivo di questo lavoro è presentare un modello meccanicistico convalidato sperimentalmente per prevedere il coefficiente di trasferimento dell'ossigeno (Kla) nelle vasche di aerazione per diverse temperature dell'acqua. Utilizzando i dati sperimentali creati da Hunter e Vogelaar, la formula riproduce con precisione i risultati sperimentali per il Kla standardizzato a 20°C, in modo comparativamente migliore rispetto all'attuale modello utilizzato dall'ASCE 2-06 basato sull'equazione Kla20 = Kla. (¿)(20-T) dove T è in 0C. Attualmente, i valori riportati per ¿ variano da 1,008 a 1,047. Trattandosi di una funzione geometrica, l'utilizzo di un valore errato di ¿ può comportare un errore elevato. La definizione di tale valore per un sistema di aerazione può essere effettuata solo attraverso una serie di test a fondo scala su una gamma di temperature necessarie. Il nuovo modello prevede i coefficienti di trasferimento dell'ossigeno con un errore dell'1% rispetto alle misure osservate. Si tratta di una svolta, poiché la corretta previsione del coefficiente di trasferimento volumetrico di massa (Kla) è un passo cruciale nella progettazione, nel funzionamento e nella messa in scala dei bioreattori, comprese le vasche di aerazione degli impianti di trattamento delle acque reflue, e l'equazione sviluppata consente di farlo senza ricorrere a molteplici test su scala reale.