Influence of horizontal speed of fluid on the transfer of oxygen in fine bubbles in aeration basins

The horizontal flow of water in oxidation ditches improves the oxygen transfer of fine pore diffused aeration device. In clean water, oxygen transfer capacity is an increasing function of the horizontal flow, with an asymptotic shape. At a velocity of 0.4 m/s, the gain of oxygen transfer capacity, measured by the non steady state method, is about 40%. This improvement is essentially due to an increase of the interfacial area and of the air water contact time. In dirty water, oxygen transfer capacity improvement is noticed too. At an horizontal velocity of 0.4 m/s, results from non steady state tests, performed during the endogenous phase, show that the oxygen transfer capacity is increased by 50%. In process conditions, off gas measurements point out that the oxygen capacity is improved by 18% when horizontal velocity passes from 0.2 to 0.4 m/s. Finally, the alpha factor value reaches 0.65 in process conditions when an horizontal velocity is applied. This value is independent of horizontal flow, aeration system configuration and air flow rate.
La mise en rotation du fluide dans les bassins d'épuration pourvus d'un système d'insufflation d'air fines bulles améliore le transfert d'oxygène. En eau claire, l'apport horaire est une fonction croissante asymptotique de la vitesse de l'eau. Pour la vitesse palier de 0.4 m/s, le gain de transfert d'oxygène, mesuré par la méthode de réoxygénation d'eau claire, est de l'ordre de 40%. L'augmentation du transfert d'oxygène s'explique essentiellement par l'accroissement de la surface d'échange et du temps de contact air-eau. En boues, l'acroissement du transfert d'oxygène est observé également. Une vitesse de rotation de 0.4 m/s des boues en phase de respiration endogène augmente l'apport horaire de 50% . Sur un bassin en fonctionnement normal, à un accroissement de la vitesse de 0.2 à 0.4 m/s correspond un gain de transfert d'oxygène de 18%. Par ailleurs, la valeur du coefficient alpha, indépendante de la vitesse du fluide, de la disposition du système d'aération et du débit d'air, est de 0.65, sur un bassin en fonctionnement normal et en présence de vitesse.