Burbuja fina Vs. Difusores de burbujas gruesas

La aireación por burbujas sumergidas es uno de los métodos más comunes para eliminar la materia orgánica durante el tratamiento primario y secundario de las aguas residuales. Funciona eficazmente mediante la difusión de pequeñas burbujas de aire que se mezclan con las aguas residuales y facilitan el trabajo de las bacterias aerobias para descomponer los residuos orgánicos. Gracias a su avanzado sistema, muchas instalaciones de tratamiento de aguas residuales eligen este método en lugar de la aireación superficial.

Existen dos tipos de aireación por burbujas: los difusores de burbujas finas y los de burbujas gruesas. Cada una tiene características y ventajas únicas que determinan la opción más adecuada para las diferentes necesidades de las instalaciones.

Aunque difusores de burbuja fina y los difusores de burbuja gruesa funcionan ambos mediante aireación por burbujas, es importante identificar algunas características distintivas de su diseño y funcionamiento para determinar cuál es el adecuado.

Los difusores de membrana de burbuja fina producen una burbuja de menor diámetro para el proceso de aireación. Estas burbujas suelen medir entre 1 y 3 mm de diámetro. Esta aireación de burbuja fina suele proporcionar un 2% o más de Eficiencia Estándar de Transferencia de Oxígeno (SOTE) durante la aireación. Los difusores de burbujas finas tienen diferentes diámetros. En SSI Aeration, Inc. ofrecemos difusores de burbuja fina de 7, 9 y 12 pulgadas diseñados para ofrecer rendimiento y durabilidad en uso municipal e industrial.

En cambio, los difusores de burbujas de aire gruesas producen burbujas de mayor diámetro para desplazar, agitar y mezclar eficazmente las aguas residuales. La aireación con burbujas gruesas suele proporcionar 1% o menos de SOTE durante la aireación. En SSI, ofrecemos una gama de difusores de burbujas gruesas a distintos precios para garantizar que nuestros productos duraderos, diseñados con los más altos estándares, puedan satisfacer todo tipo de necesidades.

1. Disco

Los difusores de disco constan de una membrana de caucho EPDM montada sobre una placa.

SSI Aeration, Inc., ofrece un revestimiento único de PTFE en la membrana de caucho que es altamente eficaz para combatir el recubrimiento bacteriano y el ensuciamiento. Cuando el aire comprimido fluye a través de la membrana, el caucho se expande. Esta expansión abre la constelación de pequeños agujeros y libera miles de burbujas en el agua.

Los difusores de disco son muy eficaces en su función, pero su instalación puede resultar más compleja que la de otros tipos de difusores.

A continuación, encontrará un análisis de algunas de las características que hacen que los difusores de burbujas finas, tanto de disco como de tubo, sean una opción eficaz para el tratamiento de aguas residuales.

1. Aireación eficaz

La eficiencia de aireación estándar (SAE) se mide por el número de libras de oxígeno mezclado en las aguas residuales por caballo de potencia-hora producido por las soplantes que accionan el sistema de tratamiento.

Los difusores de burbuja fina dispersan más oxígeno en la columna de agua para una aireación más eficaz, produciendo normalmente más masa de oxígeno que los difusores de burbuja gruesa comparables. Especialmente durante el tratamiento secundario, cuando las aguas residuales deben depurarse para cumplir la norma de la EPA de eliminación de elementos peligrosos, una aireación eficaz es una baza importante.

2. Transferencia eficaz de oxígeno

La eficacia estándar de transferencia de oxígeno (SOTE) se refiere a la eficacia con la que el oxígeno dispersado se combina con el agua para que se produzca el proceso de aireación. Un gran número de burbujas diminutas, como las que se producen con los difusores de burbujas finas, son capaces de transferir más oxígeno a la columna de agua que un número menor de burbujas más grandes.

Esta mayor eficacia de transferencia de oxígeno de los aireadores es el resultado de dos factores:

• Superficie: Una masa de muchas burbujas pequeñas tiene una superficie acumulada mucho mayor que unas pocas burbujas más grandes. Esta mayor superficie permite una mayor tasa de transferencia de oxígeno a medida que el aire y el agua entran en contacto a través de las superficies de las burbujas.
• Velocidad: Las burbujas más pequeñas suben a menor velocidad que las grandes. Esta velocidad lenta da lugar a un mayor tiempo de contacto entre el aire y el agua y permite que se distribuya más oxígeno por toda la columna de agua. El aumento del tiempo de transferencia de oxígeno se traduce en una mayor eficacia de la transferencia.

Con todo, las burbujas más pequeñas producidas por un difusor de burbuja fina pueden lograr la misma cantidad de transferencia de oxígeno con aproximadamente la mitad de aire que lo que requeriría un difusor de burbuja gruesa.

3. Eficiencia energética

La eficiencia energética es una de las mejoras más atractivas que ofrecen los difusores de burbuja fina y es una de las principales razones por las que los difusores de burbuja fina han sido tan ampliamente adoptados.

En una instalación típica de tratamiento de aguas residuales, del 40% al 75% de las necesidades energéticas proceden del sistema de aireación. Un difusor energéticamente eficiente conlleva una reducción de las necesidades de energía y supone un ahorro significativo para cualquier planta de tratamiento. El funcionamiento de los difusores de burbujas finas suele costar menos que el de otros tipos de aireación, como la de burbujas gruesas, en términos de energía utilizada. Esto se debe a que la menor cantidad de aire comprimido necesaria para un difusor de burbujas finas exige menos a los sopladores que alimentan el sistema de aireación.

Aunque los difusores de burbujas finas presentan diversas ventajas, no son adecuados para todas las aplicaciones. A continuación se exponen algunos de los inconvenientes de los difusores de burbujas finas:

1. Factor Alfa bajo

El factor alfa se refiere a la resistencia del difusor al ensuciamiento. Los difusores de oxígeno de poro ultrafino tienden a ensuciarse más rápidamente que los difusores de burbuja gruesa porque los poros diminutos son más susceptibles de obstruirse con bacterias y residuos orgánicos.

Este bajo factor alfa tiene varias consecuencias. En primer lugar, la acumulación de lodos perjudica la función del difusor y reduce su eficacia en la aireación y la transferencia de oxígeno. En segundo lugar, envía contrapresión a través del sistema, lo que puede provocar un mayor desgaste de las soplantes. Por último, la rapidez con que se ensucian los difusores obliga a limpiarlos y sustituirlos con mayor frecuencia, lo que supone pérdidas económicas y de tiempo para la instalación de tratamiento.

2. Mezcla más débil

Las burbujas más pequeñas producidas por los difusores de burbujas finas, aunque son muy eficaces para la aireación y la transferencia de oxígeno, son peores para la mezcla. Su menor volumen en comparación con los difusores de burbuja gruesa significa que no pueden desplazar la misma cantidad de líquido.

En el tratamiento de aguas residuales, la mezcla es vital para mantener los biosólidos en suspensión, de modo que no puedan sedimentarse en el agua y formar lodos, lo que resta eficacia al proceso de tratamiento y resulta costoso y lento de eliminar. La mezcla también es necesaria para que los microorganismos entren en contacto con la materia orgánica sólida y la descompongan. Los difusores de burbuja fina proporcionan menos potencia para facilitar este proceso.

3. Instalación y limpieza complejas

A menudo, cuando es necesario instalar o limpiar los difusores, hay que deshidratar y desludar todo el tanque. Esto cuesta tiempo - al menos a la semana por limpieza - además de mano de obra y dinero para la instalación de tratamiento de aguas residuales. En algunos casos, si los difusores se fijan a laterales flotantes, la instalación debe realizarse mientras el difusor está sumergido en las aguas residuales, lo que puede resultar más difícil y peligroso.

Los difusores de burbujas gruesas presentan varias ventajas, sobre todo en términos de durabilidad y asequibilidad. Elija este tipo para aplicaciones de tratamiento secundario que necesiten eliminar la compleja acumulación de carbonatos y sedimentos en espacios más grandes.

Ahora que hemos hablado de los difusores de burbujas finas y de sus pros y sus contras, podemos investigar algunas de las ventajas e inconvenientes de los difusores de burbujas gruesas. Los difusores de burbujas gruesas, que pueden producir burbujas tan grandes como 50 mm, vienen en algunos tipos diferentes, como los que se enumeran a continuación:

1. Difusores de disco

El difusor ReliaBall de SSI Aeration, Inc. es un difusor de disco de burbuja gruesa. Este tipo de difusor suele consistir en una banda ancha con orificios perforados. A veces, este tipo de difusor incluye una tapa con una membrana. El aire comprimido fluye a través de las perforaciones y penetra en las aguas residuales, produciendo grandes burbujas.

2. Difusores tubulares

Los difusores de tubo de burbuja gruesa constan de un tubo. Este tubo puede tener agujeros perforados o, en algunos casos, el aire comprimido fluye a través de la parte inferior del tubo. Los orificios pueden ser estáticos o abrirse y cerrarse con el flujo de aire comprimido.

Los difusores de burbujas de aire gruesas producen un mayor diámetro de burbuja para desplazar, agitar y mezclar las aguas residuales. La aireación de burbuja gruesa suele proporcionar un 1% o menos de SOTE durante la aireación. Son indispensables para los sistemas de tratamiento de residuos que necesitan difusores muy duraderos con un gran rendimiento de mezcla y un alto factor alfa para reducir el mantenimiento y la sustitución.

A continuación, encontrará un análisis de los puntos fuertes de los difusores de burbujas gruesas para sistemas de tratamiento de aguas residuales:

1. Factor Alfa elevado

Los orificios más grandes de los difusores de burbuja gruesa hacen que los difusores sean menos susceptibles a las incrustaciones que los difusores de burbuja fina. Es menos probable que las bacterias y los biosólidos queden atrapados e incrustados en las perforaciones. De este modo, los difusores funcionan con eficacia y se reduce la contrapresión que, de otro modo, desgastaría los soplantes.

2. Mezcla fuerte

Las burbujas más grandes producidas por los difusores de burbuja gruesa tienen más volumen, desplazan más líquido residual y, en consecuencia, producen más energía para la mezcla. Los biosólidos se mantienen en suspensión y es menos probable que formen lodos no deseados. La mezcla eficaz de los difusores de burbujas gruesas facilita la descomposición de los residuos orgánicos gracias a su potente combinación de oxígeno, bacterias y material de desecho.

3. Bajo mantenimiento

Los poros más grandes de los difusores de burbujas gruesas hacen que éstos sean menos propensos a obstruirse y requieran una limpieza menos frecuente con un limpiador a presión o un cepillo manual. Este bajo mantenimiento ahorra dinero y tiempo al centro de tratamiento.

4. Durabilidad

Gracias a su mayor resistencia a las incrustaciones, los difusores se desgastan y deben sustituirse con menos frecuencia. La menor carga de sustitución también ahorra dinero.

Aunque los difusores de burbujas gruesas ofrecen grandes ventajas por su potencia y durabilidad, es importante que las instalaciones de tratamiento tengan en cuenta los inconvenientes de estos difusores, que se exponen a continuación:

1. Transferencia de oxígeno menos eficaz

Los difusores de burbuja gruesa producen menos burbujas, más grandes, que se desplazan más rápidamente que las producidas por los difusores de burbuja fina. Las burbujas más grandes y rápidas transfieren menos oxígeno a la columna de agua. Normalmente, el SOTE de los difusores de burbuja gruesa es inferior al 1%. Para alcanzar la eficacia de transferencia de oxígeno de un difusor de burbujas finas comparable, un difusor de burbujas gruesas necesitaría el doble de aire.

2. Aireación menos eficaz

Del mismo modo, a pesar de su mayor potencia de mezcla vertical, los difusores de burbujas gruesas dispersan menos oxígeno en el agua para una aireación menos eficiente, logrando normalmente 50% o menos de la eficiencia lograda con los difusores de burbujas finas.

3. Menos eficiencia energética

Los difusores de burbujas gruesas suelen ser menos eficientes energéticamente que los de burbujas finas. La cantidad de aire comprimido necesaria para que funcione un difusor de burbujas gruesas supone una mayor exigencia para los soplantes y un mayor consumo para el sistema eléctrico.

Dependiendo de sus necesidades, los difusores de burbuja fina o de burbuja gruesa pueden tener claras ventajas para el trabajo que necesite realizar. Conocer cómo pueden aplicarse los difusores de burbuja fina y de burbuja gruesa al proceso de tratamiento de aguas residuales le ayudará a tomar una decisión beneficiosa.

Depósitos profundos

Para tanques profundos y voluminosos, los difusores de burbuja gruesa suelen ofrecer un rendimiento superior. Su gran potencia vertical significa que la materia orgánica de las aguas residuales se mezclará lo suficiente para una descomposición adecuada y permanecerá en suspensión sin formar lodos no deseados.

Sólidos pesados

Para las aguas residuales con una elevada composición de biosólidos, los difusores de burbujas gruesas funcionan bien. El fuerte rendimiento de mezcla mejora la descomposición de los sólidos, y son más adecuados que los difusores de burbuja fina para resistir el ensuciamiento severo que es probable que resulte de una alta composición de biosólidos. En lugares como balsas de compensación y desarenadores, los difusores de burbujas gruesas superan a los de burbujas finas.

Reducción de costes de capital

Para las empresas en las que mantener los costes bajos es una gran prioridad, los difusores de burbuja gruesa de la línea económica de ofrecen una buena solución al tiempo que mantienen la alta calidad de producción con la que cuentan las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. En algunos casos, el diseño innovador y económico es capaz de reducir los costes en un 75%.

Uso más consciente de la energía

Para una empresa centrada en la reducción de su huella de carbono o en la búsqueda de una imagen más ecológica, los difusores de burbujas finas son un complemento ideal, siempre que la instalación disponga de los recursos necesarios para realizar limpiezas más frecuentes y minuciosas de sus difusores. La aireación eficaz y el consumo de energía comparativamente bajo de los difusores de burbujas finas proporcionan un alto rendimiento para una instalación de tratamiento con visión de futuro.

Si una instalación necesita difusores de burbuja fina, difusores de burbuja gruesa o una combinación de ambos, SSI Aeration, Inc. puede ayudarle. Somos líderes mundiales en soluciones y servicios superiores de tratamiento de aguas residuales. Explore productos con diseños innovadores, ingeniería de primera clase y calidad probada a lo largo del tiempo para mantener los sistemas de tratamiento de aguas residuales funcionando sin problemas y con eficacia.

SSI Aeration Inc. ofrece difusores de burbuja fina de 7, 9, 12 y 20 pulgadas diseñados para ofrecer rendimiento y durabilidad en uso municipal e industrial. También se puede elegir entre diferentes difusores de burbuja gruesa, como los difusores AFC Cap, ReliaBall y Wide Band, para satisfacer todas las necesidades de las instalaciones.

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