Introduzione
I chiarificatori primari circolari sono dispositivi utilizzati per separare i solidi sospesi da un liquido; trovano ampio impiego nei settori del trattamento delle acque reflue e del trattamento delle acque, così come in impianti di estrazione mineraria, impianti di osmosi inversa e impianti di carta e cellulosa (per citarne alcuni).
I chiarificatori sono parte integrante del processo di sedimentazione. La sedimentazione è il processo di separazione dei solidi sospesi da un liquido. Quando la sedimentazione avviene esclusivamente per effetto della gravità, si utilizzano bacini di sedimentazione o vasche di decantazione. I chiarificatori sono definiti come apparecchiature che eseguono la sedimentazione tramite mezzi meccanici.
Sezione Trasversale della Vasca di Decantazione
Per ottenere la separazione, i chiarificatori riducono la velocità dell'affluente (flusso in entrata) permettendo ai solidi di depositarsi per gravità. I solidi sospesi più pesanti si accumulano sul fondo del chiarificatore formando il fango, mentre quelli più leggeri galleggiano in superficie formando la schiuma. I solidi più pesanti sono definiti solidi sedimentabili mentre quelli più leggeri sono definiti solidi galleggianti.
I chiarificatori primari possono essere progettati in forma circolare, rettangolare o a lati inclinati. I chiarificatori tipici hanno un tempo di ritenzione (tempo totale all'interno del chiarificatore) di circa 1-2 ore e possono separare fino al 95% dei solidi sedimentabili dal flusso di processo.
I chiarificatori primari circolari sono ampiamente utilizzati in molte industrie grazie alla loro struttura semplice, alta efficienza e bassi costi operativi.
Funzionamento dei Chiarificatori Primari
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L'affluente entra nel chiarificatore attraverso il tubo di ingresso dell'affluente e si dirige verso l'ingresso dissipatore di energia (EDI). L'EDI ha il compito di ridurre la velocità dell'affluente, migliorando la separazione dei solidi sospesi dal liquido.
Il chiarificatore è suddiviso in tre zone principali: affluente, sedimentazione e effluente. Dopo aver lasciato l'EDI, l'affluente entra nella zona di sedimentazione.
I solidi sedimentabili più pesanti affondano sul fondo del chiarificatore, si accumulano come fango e vengono rimossi tramite rastrelli/aratri. Ogni rastrello è dotato di raschiatori che spostano progressivamente il fango verso la fossa del fango. Il fango viene quindi pompato dalla fossa del fango a un'area di smaltimento dei rifiuti o per ulteriori trattamenti.
I solidi galleggianti più leggeri galleggiano in superficie, si accumulano come schiuma e vengono rimossi tramite uno schiumatore. Lo schiumatore convoglia la schiuma nella trough della schiuma, dove viene drenata verso una posizione remota.
Una volta che i solidi sedimentabili e galleggianti sono stati separati dall'affluente, l'affluente passa attraverso una briglia (solitamente una briglia a V). La briglia consente il passaggio di un sottile film d'acqua, ma trattiene la maggior parte dei solidi sospesi. La briglia è solitamente preceduta da un frangischiuma che impedisce alla schiuma di raggiungere la briglia.
Dopo aver attraversato la briglia, il liquido entra nel canale di effluente. L'effluente dal canale viene estratto e ulteriormente trattato, o scaricato direttamente dall'impianto.
I chiarificatori secondari possono costituire la fase successiva del processo di sedimentazione. Un chiarificatore secondario è simile a un chiarificatore primario, sebbene non sia così profondo, abbia un'area di sezione trasversale maggiore e un tempo di ritenzione più lungo; questi fattori aumentano la quantità di solidi sospesi che possono essere separati. I solidi sospesi molto fini che non possono essere estratti nella fase primaria vengono estratti nella fase secondaria dal chiarificatore secondario.
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Circuito Corto
Il circuito corto si verifica a causa di irregolarità di temperatura o di flusso all'interno del chiarificatore. Le irregolarità di flusso portano a velocità diverse all'interno del chiarificatore. Velocità diverse consentono la separazione in aree con basso flusso, ma riducono la separazione in aree con alto flusso. Il circuito corto dovrebbe essere evitato poiché non può essere garantita una separazione uniforme dei solidi sospesi in tutto il chiarificatore, riducendo l'efficienza complessiva del chiarificatore.
Considerazioni sulle Prestazioni
Il principale fattore di prestazione che influenza un chiarificatore primario circolare è il tasso di flusso e la velocità dell'affluente attraverso il chiarificatore. Sono stati sviluppati diversi rapporti per misurare le prestazioni del chiarificatore. Il tasso di trabocco superficiale (SOR) confronta il tasso di flusso totale dell'affluente con l'area superficiale del serbatoio. Il tasso di trabocco della briglia (WOR) misura il flusso sulla briglia rispetto alla lunghezza della briglia. Entrambi questi rapporti (SOR & WOR) sono utili per determinare le prestazioni del chiarificatore.
Il video animato 3D qui sotto mostra come funziona un tipico chiarificatore primario circolare e i suoi componenti principali.
Componenti del Sistema
Questo modello 3D mostra tutti i principali componenti associati a un chiarificatore primario, tra cui:
- Ingresso Affluente
- Scarico Effluente
- Scarico Fango
- Rastrello/Aratro
- Lame Raschiatrici
- Schiumatore
- Ingresso Dissipatore di Energia (EDI)
- Canale della Schiuma
- Canale di Effluente
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Risorse Aggiuntive
https://en.wikipedia.org/wiki/Clarifier