ModelaciГіn HidrodinГЎmica y EstimaciГіn de ParГЎmetros de Ozono en Columna de Burbujeo

M. Bataller, E. Veliz, D. Lodos y C. Alvarez

Centro de Investigaciones del Ozono

El impacto del diseГ±o de reactores ha convertido esta actividad de importancia fundamental para la eficiencia del proceso de ozonizaciГіn. El objetivo de este trabajo es el estudio hidrodinГЎmico del flujo de agua en una columna de burbujeo, para evaluar y estimar valores de parГЎmetros de diseГ±o tales como: la velocidad superficial del lГquido y el tiempo de contacto efectivo, lo que permite mejorar el funcionamiento de reactores de este tipo, que actualmente operan y estГЎn provistos de un sistema similar de difusiГіn de gas, asГ como para ser considerarlo en nuevos diseГ±os. Se realizГі un estudio de trazador seguido de una modelaciГіn matemГЎtica. El intervalo experimental de condiciones de operaciГіn (flujos de lГquido: 1-3 m3/h y flujo de gas: 0.18-0.54 m3/h) cubre las condiciones de operaciГіn de varios sistemas de tratamiento de agua instalados en diferentes plantas que se encuentran en servicio. Se propone un modelo de dos parГЎmetros, el cual describe adecuadamente el patrГіn de flujo de lГquido observado. El modelo considera al reactor como la suma de N reactores mezcla completa en serie de igual volumen mГЎs un reactor mezcla completa de volumen diferente.
La data experimental es reportada y discutida en tГ©rminos del funcionamiento hidrodinГЎmico de la columna expresado por las relaciones Tm/t (valor del tiempo medio sobre el valor del tiempo de residencia hidrГЎulico) y T10/t. Se confirma que la velocidad superficial del lГquido es un parГЎmetro de diseГ±o en este tipo de reactor. El mejor comportamiento hidrГЎulico fue obtenido cuando la UL es 63, 65 m/h, que corresponde a una Tm/t de 0.96, lo cual indica la ausencia de zonas muertas o corto circuito. TambiГ©n, se evaluГі la influencia de UL en la transferencia de masa, los resultados de las diferentes plantas de tratamiento de agua demostraron que la concentraciГіn de ozono residual en el efluente incrementa en un 20 % cuando los valores de UL estГЎn entre 60 y 70 m/h.
De otro modo, la relaciГіn T10/t entre 0.40 y 0.47 indica un patrГіn de flujo de la fase lГquida diferente al patrГіn flujo pistГіn. La estimaciГіn del tiempo de contacto efectivo permite evaluar el valor del producto T10/t y la concentraciГіn de ozono residual, la cual debe ser mantenida en el reactor.