Facteurs affectant l'efficacité du transfert d'oxygène des diffuseurs à grosses bulles MBBR

1. Caractéristiques du diffuseur
Taille de la bulle :
Les bulles plus petites ont une surface spécifique plus grande, ce qui peut augmenter la zone de contact gaz-liquide, améliorant ainsi l'efficacité du transfert d'oxygène. En revanche, les grosses bulles ont une surface spécifique plus petite et une efficacité de transfert d'oxygène relativement faible.
Par exemple, l'utilisation de diffuseurs microporeux peut produire de minuscules bulles, ce qui améliore considérablement l'efficacité du transfert d'oxygène, mais peut être sujette au colmatage. Les diffuseurs à grosses bulles produisent des bulles plus grosses, avec une efficacité de transfert d'oxygène relativement faible, mais ne sont pas sujets au colmatage.
Répartition des bulles :
Une distribution uniforme des bulles peut garantir que toutes les zones du réacteur peuvent bénéficier d'un apport suffisant en oxygène et améliorer l'efficacité globale du transfert d'oxygène. Si la distribution des bulles est inégale, cela entraînera une insuffisance d'oxygène dans les zones locales, ce qui affectera l'effet du traitement.
Par exemple, l’utilisation de diffuseurs spécialement conçus, tels que des plaques poreuses, des diffuseurs annulaires, etc., peut obtenir une distribution de bulles plus uniforme.
Matériau du diffuseur :
Le matériau du diffuseur affecte ses propriétés de surface et ses performances de transfert d'oxygène. Certains matériaux ont une meilleure hydrophilie et une meilleure perméabilité aux gaz, ce qui peut favoriser le transfert d'oxygène.
Par exemple, les diffuseurs fabriqués à partir de matériaux tels que le silicone et la céramique peuvent avoir une efficacité de transfert d’oxygène plus élevée.

2. Caractéristiques des eaux usées
Température:
La température des eaux usées a un effet significatif sur la solubilité et le coefficient de diffusion de l'oxygène. En règle générale, une augmentation de la température réduit la solubilité de l'oxygène, mais augmente son coefficient de diffusion.
Dans une certaine plage, des températures plus élevées peuvent augmenter l’efficacité du transfert d’oxygène, mais une température trop élevée peut avoir un effet néfaste sur les micro-organismes.
Valeur du pH :
La valeur du pH affecte la forme d'oxygène présente dans les eaux usées et l'activité des micro-organismes. Différents micro-organismes ont des besoins en oxygène et des capacités métaboliques différents à différentes valeurs de pH.
Par exemple, certains micro-organismes sont plus susceptibles d’absorber de l’oxygène dans des conditions acides, tandis que l’efficacité du transfert d’oxygène peut être réduite dans des conditions alcalines.
Concentration de polluants :
La concentration de polluants dans les eaux usées affecte la résistance au transfert d'oxygène. De fortes concentrations de matières organiques, de solides en suspension et d'autres polluants peuvent former une couche d'encrassement à la surface du diffuseur, entravant le transfert d'oxygène.
De plus, certains polluants peuvent réagir avec l’oxygène, consommer de l’oxygène et réduire l’efficacité du transfert d’oxygène.

3. Conditions de fonctionnement
Intensité d'aération :
L'intensité de l'aération fait référence à la quantité d'air introduite dans le réacteur par unité de temps. L'augmentation de l'intensité de l'aération peut augmenter le taux de génération et le nombre de bulles, augmenter la surface de contact gaz-liquide et ainsi améliorer l'efficacité du transfert d'oxygène.
Cependant, une intensité d'aération excessive peut entraîner des problèmes tels que la fusion des bulles et une augmentation de la force de cisaillement du flux d'eau, ce qui réduira l'efficacité du transfert d'oxygène. Dans le même temps, une intensité d'aération excessive augmentera également la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Temps de rétention hydraulique :
Le temps de rétention hydraulique fait référence au temps de séjour des eaux usées dans le réacteur. Un temps de rétention hydraulique plus long peut donner à l'oxygène plus de temps pour se transférer dans l'eau et améliorer l'efficacité du transfert d'oxygène.
Cependant, un temps de rétention hydraulique trop long réduira la capacité de traitement du réacteur, augmentera l'espace au sol et les coûts de construction. Il est donc nécessaire de sélectionner un temps de rétention hydraulique adapté à la situation réelle.
État d'écoulement de l'eau dans le réacteur :
L'état d'écoulement de l'eau dans le réacteur affectera la trajectoire de mouvement des bulles et le temps de contact gaz-liquide. Un bon mélange du flux d'eau peut répartir uniformément les bulles dans le réacteur, augmenter la surface de contact gaz-liquide et améliorer l'efficacité du transfert d'oxygène.
Par exemple, l’utilisation d’équipements tels que des agitateurs et des pompes à reflux peut améliorer l’état d’écoulement de l’eau dans le réacteur et améliorer l’efficacité du transfert d’oxygène.

4. Caractéristiques du biofilm
Épaisseur du biofilm :
L'épaisseur du biofilm affectera la résistance à la diffusion de l'oxygène dans le biofilm. Les biofilms plus épais augmenteront la résistance au transfert d'oxygène et réduiront l'efficacité du transfert d'oxygène.
Il est donc nécessaire de contrôler l'épaisseur du biofilm pour éviter une croissance excessive. L'épaisseur du biofilm peut être contrôlée en ajustant les paramètres de fonctionnement et en nettoyant régulièrement le remplisseur.
Activité du biofilm :
L'activité du biofilm affecte sa demande en oxygène et son efficacité d'utilisation. Les biofilms ayant une activité plus élevée peuvent absorber et utiliser l'oxygène plus efficacement, améliorant ainsi l'efficacité du transfert d'oxygène.
L’activité du biofilm peut être améliorée en optimisant les conditions opératoires et en ajoutant des nutriments.

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