Quel est l'intérêt d'utiliser une turbine lente pour l'aération? Y-a-t-il une vitesse de rotation 'minimale' nécessaire?
Un des avantages des turbines lentes est qu’elles sont moins sensibles aux objets flottants ou à la présence importante de filasses. L’ apport spécifique brut (ASB) d’une turbine d’aération lente est plus élevé qu’une turbine d’aération rapide mais l’investissement initial (motoréducteur, pont) est plus important.
On notera que la conception des turbines rapides AER-AS avec leurs rotors à double hélice d’Archimède améliore le rendement par rapport à une hélice classique grâce à un facteur Alpha proche de 1. Le facteur Alpha est le rapport entre le Kla (coefficient de transfert d'oxygène) en eaux usées et le Kla en eaux claires. L’ajout d’un cône d’aspiration dimensionné en fonction du bassin permet le brassage et l’aération de l’ensemble de l’effluents.
Sur les turbines d’aération lentes, il y a une vitesse de rotation minimale à respecter. En dessous d’une certaine vitesse, le rotor brasse sans aérer car l’eau ne monte plus assez haut pour créer une gerbe d’aération. La vitesse de rotation minimale dépend également du type de rotor. Le rotor à 4 pâles de l’AER-GD est conçu spécialement pour les cheneaux pour optimiser l’aération et créer un courant dans le chenal. Sa vitesse périphérique minimale est 3m/sec. Pour les rotors à 6 pâles des AER-GD d’Aquaturbo, conçus pour tous autres géométries de bassins, la vitesse périphérique minimale est plus rapide 4m/sec.
Les turbines d'aération sont très sensibles au mélange du bassin. Or le mélange est directement lié au diamètre et à la vitesse de la turbine. La puissance de mélange dépend de la vitesse exposant 3 et du diamètre exposant 5. Il semble donc clair qu'il vaut mieux augmenter le diamètre pour améliorer le rendement d''aération. A même puissance, pour un grand diamètre, il faut donc réduire la vitesse (le couple augmente).
La rotation basse vitesse permet de mélanger de manière homogène tout le bassin la ou les vitesses rapides mélangent uniquement à proximité de l'hélice. Le parallèle peut être fait avec les ventilateurs (grandes hélices au plafond vs petits ventilateurs directionnels).
De plus, les hélices à basse vitesse sont moins sujettes à l'abrasion, et ne demandent pas d'hélices profilées hydrauliquement. Il est d'ailleurs important de casser la gerbe pour la faire éclater en petites gouttes et créer de la surface de contact avec l'air.
Quel est l'intérêt d'utiliser une turbine lente pour l'aération? Y-a-t-il une vitesse de rotation 'minimale' nécessaire?