KLa: Coeficiente Global de Transferência de Oxigênio

Coeficiente global de transferência de oxigênio (KLa): o que é, para que serve e como se relaciona com o consumo de oxigênio.

🫧 O KLa é o coeficiente volumétrico global de transferência de oxigênio. Ele indica, em s⁻¹ ou h⁻¹, a rapidez com que o sistema de aeração dissolve oxigênio do ar na água, levando em conta a área de contato gás-líquido por volume do reator.

Na prática, é a principal medida de desempenho de um sistema de aeração e serve de referência para dimensionar sopradores, difusores e aeradores mecânicos.

PARA QUE SERVE

🦠 Em um reator biológico com aeração forçada, o oxigênio dissolvido (OD) precisa ser reposto na mesma velocidade em que os microrganismos o consomem.

💡 O KLa mostra se a aeração tem capacidade para isso.

🔽 Valores baixos indicam limitação da transferência, OD insuficiente e risco de perda de eficiência biológica.

🔼 Valores muito altos podem significar energia desperdiçada.

RELAÇÃO COM A TAXA DE TRANSFERÊNCIA

A taxa de transferência de oxigênio (OTR) é expressa por:

OTR = KLa · (C* − C) · V

Em que:

➡ C* é a concentração de saturação de OD;

➡ C é o OD no líquido;

➡ V é o volume do tanque.

RELAÇÃO COM O CONSUMO DE OXIGÊNIO

No balanço de oxigênio do reator, a variação do OD no tempo depende da transferência e do consumo:

Variação de OD com o tempo = KLa · (C* − C) − OUR

➡ OUR é a taxa de consumo de oxigênio pelos microrganismos.

Em regime estacionário, ou seja, sem variação da concentração de OD com o tempo, o KLa pode ser estimado por:

KLa = OUR / (C* − C)

Assim, medidas de consumo de oxigênio, como a respirometria, permitem estimar o KLa em campo, desde que o OD seja mantido e a medição seja representativa.

FATORES QUE INFLUENCIAM O KLa

➡️ Características do líquido (presença de sólidos, surfactantes, viscosidade)

➡️ Temperatura do líquido

➡️ Características das bolhas e do sistema de aeração: bolhas finas apresentam maior área de contato que bolhas grossas, aumentando o KLa

➡️ Geometria e operação do tanque

➡️ Incrustação e envelhecimento dos difusores

➡️ Consumo de oxigênio pelos microrganismos

O KLa medido em água limpa costuma ser corrigido para efluentes pelo fator alfa, que representa a redução da transferência causada por surfactantes, sólidos e viscosidade. Também se corrige o efeito da temperatura, geralmente para 20 °C.

⚠️ A fórmula simples deve ser interpretada com cuidado!

NA OPERAÇÃO

👩🏽‍🔬O procedimento prático é medir o OD, estimar o consumo, calcular o KLa e compará-lo ao valor de projeto ou ao histórico da estação. Variações persistentes devem ser investigadas, pois podem indicar incrustação de difusores, mudança na carga orgânica ou problemas nos sopradores.

A B&F DIAS é líder em sistemas de aeração na América Latina. A empresa fornece sistemas de aeração por ar difuso fixos e removíveis, diversos tipos de difusores de ar, decanters para reatores SBR, além de várias outras soluções para tratamento de água e efluentes.

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