2. FONAMENTS TEÒRICS

2.1 Conceptes bàsics de transferència de matèria

A continuació s'explicaran els dos equips que augmenten la transferència d'oxigen:

- Difusor de membrana. Els difusors de membrana són equips que augmenten el contacte de la fase gas i la fase líquida en sistemes d’aeració, es tracta d’equips molt emprats en depuradores. Es tracta d’un disc amb una membrana microperforada, quan l’aire entra per la part inferior del difusor la membrana s’aixeca i deixa sortir l’aire en forma de bombolles.(A l'apartat presentació de la planta hi ha totes les parts de l'equip de transferència d'oxigen).

- Ejector venturi. Un ejector venturi és un sistema que permet la mescla de dos fluids, usant l’efecte venturi. En general l’efecte venturi s’usa per determinar la pressió i la velocitat d’un fluid en una canonada. El fluid motriu al passar per una reducció crea una depressió, si al final de la reducció hi ha un orifici, es crea un efecte de succió, que permet l’entrada del fluid secundari. Després del coll hi ha un eixamplament, zona divergent, on els dos fluids es mesclaran. A continuació s'explicarà l'efecte venturi, figura 2.1:

Figura 2.1. Efecte venturi.

On:

D₁ i D₂ (m) són els diàmetres dels punts 1 i 2.

P₁ i P₂ (atm) són les pressions als punts 1 i 2.

u₁ i u₂ (m/s) són les velocitats lineals als punts 1 i 2.

h és la diferència de pressió entre els punts 1 i 2.

Per fer un balanç d'energia entre els punts 1 i 2, s'aplica l'Equació de Bernoulli:

On:

P₁ i P₂ (atm) són les pressions als punts 1 i 2.

u₁ i u₂ (m/s) són les velocitats lineals als punts 1 i 2.

ρ és la densitat del fluid (Kg/m³)

U₁ i U₂ (Kg/m·s) és la potència gravitacional als punts 1 i 2.  

 

Com que l'altura dels punts 1 i 2 és la mateixa, el terme gravitacional és 0, i per tant:

U₁ = U₂ = 0

Degut a la reducció de diàmetre D₁>D₂, es dóna un augment de la velocitat lineal entre els punts 1 i 2, u₁<u₂, i per tant P₁>P₂, degut a la depressió provocada al punt 2 es dóna el fenòmen de succió.