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Questo tipo di apparecchi viene utilizzato nei sistemi di filtraggio delle acque reflue, casalinghi e industriali, che hanno una capacità non superiore ai 25 mila metri cubi al giorno. I decantatori verticali hanno una struttura costruttiva composta da un serbatoio di forma cilindrica con un diametro di base che va dai 3 ai 10 metri e con un fondo di forma conica per la raccolta dei sedimenti. Ci sono anche i " decantatori a celle" di forma quadrata (con una dimensione del lato che va dai 12 ai 14 metri). La parte del fondo di questi decantatori è una struttura formata da quattro raccoglitori piramidali per i fanghi con scarico individuale dei sedimenti (separatamente per ciascun raccoglitore).
La differenza nella costruzione dei decantatori consiste nella posizione dei dispositivi di ingresso e di uscita e, di conseguenza, nella misura della loro capacità di capienza. Quest'ultima dipende non solo dalla forma geometrica della vasca di decantazione, ma anche dal coefficiente di finezza dell’utilizzo del volume.
Principio di funzionamento: il decantatore verticale con ingresso laterale funziona nel seguente modo. L'acqua di scarico viene fornita nel contenitore di distribuzione montato sul perimetro della vasca (il contenitore ha una struttura speciale con sezioni del profilo variabili). Poi attraverso lo stramazzo il liquido entra nella cavità anulare tra le pareti della vasca di decantazione e il divisorio che direziona la corrente. Sotto alla cavità anulare vi è un anello riflettente, che ridistribuisce il flusso dell’acqua nella zona dei fanghi. Lo scarico dell’acqua purificata avviene attraverso uno stramazzo triangolare (che si trova ai due lati) nel contenitore di raccolta circolare. Allo stesso tempo, le sostanze leggere (grasso, olio, ecc.) vengono rimosse dalla superficie dell'acqua attraverso la tramoggia situata nella cavità anulare.
È possibile definire le dimensioni dei decantatori verticali primari dall'espressione riportata qui di seguito:
R = √Q / (3,6•π•k•υsed) (1.1)
dove R è il raggio del decantatore, m;
Q è la misura della portata dei fanghi, m3/h;
K è il coefficiente di utilizzo del volume (per i decantatori con sistema di aspirazione centrale, k viene preso pari a 0,35; quando l’aspirazione dell'acqua è periferica oppure con un flusso ascendente-discendente k = 0,65-0,7);
υsed è la velocità di deposizione dei contaminanti, m/s.
Per le vasche di decantazione a flusso ascendente-discendente il valore del raggio R deve venire aumentato di 1,4 volte.
Nel calcolo dei decantatori con sistema di scarico periferico, il raggio iniziale accettabile non deve superare i 5 metri. Le dimensioni della zona anulare vengono calcolate come segue: δ = R-√R² - Q/(3,6•π•υen) (1.2)
dove υen è la velocità a priori di entrata dell’acqua nella zona di lavoro (viene presa tra i 5-7 mm/sec).
Il valore accettabile di profondità del decantatore deve essere 8•δ; la profondità della parete direzionale è 0,7•Н; la larghezza dell'anello riflettente è di 2•δ. La velocità di ingresso del flusso nel contenitore di distribuzione (e la velocità di flusso del liquido all'interno di esso) deve essere di 0,4-0,5 mm/sec. La dimensione del divisorio interno nel contenitore ad anello per la raccolta dell'acqua è uguale a 0,5•R; il valore di carico unitario sul tramazzo triangolare è 6 l/(s•m).
La configurazione della parte in cui vengono raccolti i fanghi deve avere pareti inclinate con un angolo non inferiore ai 50 gradi.
Con il rendimento noto (Q) e il tempo necessario alla sedimentazione (τ), le vasche di decantazione verticali vengono calcolate abbastanza facilmente.
Il volume di lavoro dell'unità viene calcolato in base alla formula:
Vl = Q•τ (1.3)
L’altezza dell’area di lavoro Н si ricava dall’espressione:
H = υ•τ (1.4)
dove υ è la velocità di scorrimento delle acque fangose all’interno della vasca di decantazione (viene presa tra gli 0,2- 0,3 mm/sec).
L’area della sezione di lavoro è di:
Fs = Vl/H (1.5)
Mentre il diametro della vasca può essere calcolato come:
Dvas = √(4•(Fs+ftc)) / π (1.6)
dove ftc è l’area della sezione di lavoro della tubatura centrale:
ftc = Q/υtc (1.7)
dove υtc è la velocità di scorrimento delle acque fangose nella tubatura centrale, che viene presa non superiore ai 300 mm/sec.
Posizionando i valori calcolati di Dvasc e H è facile scegliere dalla gamma standard la vasca di decantazione più adatta.
Segni convenzionali:
Vo è la quantità di fase liquida che si trova nella sospensione (m3/ora).
V1 è la quantità di liquido chiarificato nella sospensione (m3/ora).
V2 è la quantità di fase liquida nel sedimento (m3/ora).
x0 è la concentrazione di sospensione prima di essere chiarificata (kgf di sedimento secco per 1 kgf di liquido).
x2 è la concentrazione di sedimenti (kgf di sostanza secca per 1 kgf di liquido nel sedimento).
ω2 è la velocità di deposizione (m/sec).
Fo è l'area della sezione trasversale del serbatoio o la superficie di deposizione (m2).
γ1 è il peso specifico del liquido (kgf/m3).
τ è il tempo di sedimentazione (h).
Nell’eventualità in cui non vi siano perdite di liquido viene rispettata l’equazione:
V0 = V1 + V2
Se il liquido dopo la chiarificazione si posiziona a strato (come mostrato nella figura sopra) con un’altezza di h, allora per l'espressione delle prestazioni (m3/ora) della vasca di decantazione si dovrà utilizzare l'equazione:
V1 = (F0•h) / τ
La durata della sedimentazione τ con un’altezza nota dello strato della fase liquida dipende dalla velocità di sedimentazione delle particelle ωо:
τ = h / (3600•w0)
Se si sostituisce τ nell'equazione precedente, risulta:
V1 = [F0•h] / [h/(3600•w0)] = 3600•w0•F0
In questo modo, è possibile ricavare il rendimento del decantatore, che non dipende dalla sua altezza ma dipende esclusivamente dalla superficie del decantatore e dalla velocità di sedimentazione delle particelle. Pertanto, i decantatori moderni hanno una grande area di sezione, mentre la loro altezza è ridotta.
Si può trovare la superficie di deposizione (m2), necessaria per ottenere il V1 (m3/ora) di liquido chiarificato, se sono noti la concentrazione x0 e x2, utilizzando la formula:
F0 = (V0-V2)/(3600•w0)
Questa tipologia di decantatori è una varietà dei decantatori verticali. La loro altezza è solo di 0,1-0,15 metri, il diametro di16-100 metri. Esse vengono utilizzate per la chiarificazione delle acque reflue aventi un alto grado di torbidità, così come per la pulizia dell’approvvigionamento idrico industriale. L'acqua viene fornita nella parte centrale del decantatore radiale, mentre lo scarico dell'acqua purificata avviene attraverso un foro circolare situato nella parte superiore dell'unità. Il sedimento, stabilitosi sul fondo, viene raccolto con dei raschietti rotanti. I decantatori radiali vengono utilizzati in impianti di depurazione, le cui prestazioni sono più di 20 mila m3 al giorno. I decantatori radiali rimuovono circa il 50% delle sostanze sospese. I decantatori di questo tipo sono utilizzati nei sistemi di filtrazione delle acque fangose con una portata di 20 mila metri cubi al giorno. Rispetto agli aggregati di tipo orizzontale, i decantatori radiali hanno:
Nei sistemi fognari si possono trovare decantatori con tre tipi di sistemi di aspirazione:
I decantatori con alimentazione centrale del liquido sono usati più comunemente. Caratteristica particolare degli apparecchi di questo tipo è l'alimentazione delle acque da filtrare, che è centralizzata dal basso (lungo un tubo speciale). Lo scarico del liquido chiarificato, invece, avviene in un canale circolare attraverso il contenitore e gli stramazzi triangolari. Di solito, i decantatori radiali primari sono dotati di raschietti per i fanghi, che mescolano i sedimenti che cadono verso il collettore centrale di fanghi, da dove essi si possono pompare con pompe o schiacciare con la massa del liquido entrante. Le frazioni leggere, emergenti e che si accumulano sulla superficie, vengono rimosse in collettori di grasso galleggianti che vengono rilasciati sott’acqua con uno speciale dispositivo nel momento in cui i raschietti per il fango si avvicinano.
I decantatori secondari sono dotati di aspiratori di fango rotanti per la raccolta dei sedimenti leggeri (i cosiddetti fanghi attivi, ecc.). I sedimenti vengono rimossi direttamente dallo strato di liquido sotto pressione statica senza spostarsi nel collettore di fanghi. Il numero di giri dei raschiatori di fango e degli aspiratori è di 0,8-3 h-1.
Nel processo di calcolo, il valore del raggio del decantatore viene determinato dall'espressione (1.1), dove il coefficiente k = 0,45. Viene presa una misura del diametro non inferiore a 18 m; il valore del rapporto tra il diametro e lo spessore della parte di scorrimento va da 6 a 12 (per scarichi industriali fino a 30); la profondità della parte di scorrimento è di 1,5-5 m. La posizione dello strato neutrale viene fissata al livello di 0,3 m; per i decantatori secondari è necessario considerare la profondità dello strato fangoso (nell'intervallo di 0,3-0,5 m). Il carico sul bordo anteriore dello stramazzo triangolare non deve essere superiore ai 10 l / (sec•m).
I decantatori a strato sottile vengono utilizzati per separare efficacemente le impurità finemente disperse. La loro profondità relativamente piccola permette di chiarificare i liquidi nei 4-10 minuti in cui il filtrato si trova nella zona di lavoro. Con ciò, le dimensioni degli apparecchi sono significativamente inferiori rispetto ai decantatori con altre strutture. Inoltre, i decantatori a strato sottile possono venire tranquillamente installati in ambienti chiusi. La struttura semplice e i materiali facilmente reperibili consentono di realizzare decantatori di questo tipo in qualsiasi stabilimento. Un ulteriore vantaggio nell’uso di questi decantatori è che non sono necessari "materiali di consumo" e altri componenti.
La struttura dei decantatori a strato sottile viene eseguita sotto forma di serbatoi poco profondi (circa 0,2-0,3 m) con inserti speciali a forma di sostegni tubolari o ripiani. Questi inserti portano il nome di «tubi di drenaggio» e vengono installati in modo obliquo per garantire lo scarico naturale verso il serbatoio di raccolta dei fanghi sedimentati. Nei sistemi con una portata dei fanghi dai 100 ai 10 mila metri cubi al giorno vengono utilizzati decantatori che hanno un’inclinazione degli inserti tubolari leggera. I decantatori ad inclinazione ripida (con un angolo dei tubi dell’impianto di circa 45-60 gradi.) vengono utilizzati nei sistemi di pulizia con portata fino a 170 mila metri cubi al giorno.
I decantatori a strati sottili sono in grado di intensificare notevolmente il processo di deposizione, e in oltre di aumentare l'effetto di chiarificazione in media del 25% e di ridurre del 60% la superficie di costruzione sotto il decantatore. Tra i loro vantaggi troviamo inoltre la resistenza ai cambiamenti di temperatura dell'acqua, alla concentrazione di contaminanti e anche la stabilità di lavoro in presenza di forti oscillazioni delle mandate di acqua da purificare. Il principio della sedimentazione a strati sottili si utilizza quando nella ricostruzione di decantatori di tipologia diversa già in uso per aumentarne la produttività. Questo principio è considerato il più economico e a volte anche l'unico possibile, se si considerano le sezioni di lavoro ristrette degli impianti di purificazione, soprattutto in assenza di terreni disponibili vicino agli stessi. In questo modo, la ricostruzione degli impianti può essere eseguita in tempi molto brevi, in quanto l’ammodernamento degli impianti di purificazione in decantatori a strato sottile non necessita di lavori di costruzione complessi e lunghi. Tutto si riduce unicamente all'installazione di blocchi di elementi a strato sottile nella zona di deposizione.
Questi elementi possono essere realizzati con materiali flessibili o anche con materiali abbastanza rigidi. Per assicurare lo scivolamento nella parte di sedimentazione del decantatore della sospensione, la quale si deposita sulla superficie del decantatore a strati sottili, ai componenti di quest’ultimo viene data un’inclinazione verso il basso, di circa 55-60 gradi. I componenti a strato sottile del decantatore sono realizzati a forma di ripiani ondulati o piatti ma anche a forma di tubo a sezione rotonda, rettangolare o quadrata.
Questo metodo è il più efficace per la depurazione di acqua non ferrosa a bassa o media torbidità. A causa del fatto che il tempo di permanenza dell'acqua nei decantatori a strati sottili è abbastanza limitato, è necessario garantire una distribuzione uniforme del flusso d'acqua tra tutti i componenti e anche una miscelazione uniforme dell’acqua con il reagente (nel caso di un suo uso) e inoltre creare le condizioni necessarie per il processo di flocculazione.
Un cattivo lavoro dei miscelatori nei normali decantatori può essere compensato con una lunga permanenza dell'acqua nel decantatore, ma questa opzione non è possibile nei cantatori a strati sottili.
Numerosi studi hanno dimostrato che la separazione naturale (per effetto della gravità) delle sospensioni sottili si svolge in modo notevolmente più intenso in un volume di componenti chiuso, dove essi sono inclinati su un piano orizzontale di 45-60 gradi, rispetto ai canali aperti. Dato che il flusso turbolento aumenta la capacità «portante» di un liquido, all'interno del decantatore viene organizzata una corrente laminare per le acque di scarico e i fanghi: ciò per aumentarne il grado di chiarificazione.
La figura sopra mostra la struttura di un decantatore tubolare a pareti sottili. Il corpo di lavoro principale è un tubo lungo circa 60-100 cm e di Ø 2,5-5 cm. La sezione trasversale del tubo può essere quadrata, a forma di esagono, rombo, ecc.
Per la produzione estera è caratteristica la produzione di decantatori sotto forma di blocchi standard di plastica (PVC o polistirolo). Le unità standard hanno una lunghezza, una larghezza, e un’altezza rispettivamente di circa 3 m, 0,75 m, 0,5 m. Il valore della sezione trasversale dei tubi è di 5 x 5 cm. La normalizzazione delle misure facilita il montaggio di blocchi all'interno di qualsiasi tipo di decantatore già in possesso e in uso (compresi quelli radiali, orizzontali e verticali).
I decantatori a piastre sottili includono un pacchetto di ripiani inclinati. Il liquido si muove lungo la loro superficie, mentre le particelle solide vengono trattenute sulle piastre e scendono nei collettori per i liquami.
A seconda della configurazione del movimento dell'acqua da filtrare e del metodo di precipitazione dei sedimenti all’interno del decantatore, vengono distinti:
Va notato che i decantatori controcorrente hanno una più ampia diffusione (cosa dovuta alla loro maggiore produttività).
La figura seguente mostra un decantatore a pareti sottili. Con la modalità principale di lavoro di quest’apparecchio (cioè quando la velocità del flusso è di 4-7 mm/s e il filtraggio nello spazio tra i ripiani avviene in 20-25 min.) si ottiene una chiarificazione stabile non inferiore al 93-95% (con una concentrazione della fase solida nella sospensione originale di 4-12 mg/l). Per una pulizia efficace dell’acqua coagulata vengono utilizzati decantatori a ripiani di mandata a parete sottile con una permanenza dell'acqua nella zona di pulizia fino a 10 minuti.
La classificazione dei decantatori a strati sottili avviene in base a una serie di caratteristiche:
In base al tipo di sezione trasversale dei tubi troviamo unità rettangolari, quadrate, a forma di esagono o rotonde.
La spazio tra i singoli tubi (ripiani) h0 è di solito di 50-150 mm, la lunghezza di lavoro varia da uno a due metri.
Il calcolo della struttura dei decantatori a strati sottili consiste nella definizione delle caratteristiche geometriche (lunghezza, larghezza e altezza del canale di portata dell’acqua): in caso di una portata nota a priori delle acque da filtrare Q (m3/s), della concentrazione di particelle solide nella sospensione (prima e dopo il filtraggio) e delle proprietà chimiche delle impurità.
I decantatori orizzontali vengono utilizzati nelle centrali per il trattamento delle acque reflue, che hanno una portata superiore ai 15 mila m3/giorno.
I decantatori più comuni sono quelli a forma rettangolare. All'inizio di questi decantatori vengono formate delle fosse per i fanghi a 1-2 file. Inoltre, durante la costruzione vengono installati i meccanismi di raschiatura, spesso a carrello o a nastro, che spostano il sedimento verso le fosse di raccolta dei fanghi. Da queste ultime i sedimenti vengono rimossi per mezzo di pompe, di elevatori idraulici, di benne o per effetto della pressione idrostatica. I sedimenti leggeri, ad esempio, come il fango attivo, viene rimosso senza rastrellamento tramite degli impianti di airlift.
I dispositivi di aspirazione e di scarico vengono costruiti in modo che il flusso dell'acqua venga uniformemente distribuito su tutta l'area della sezione viva del decantatore. L'acqua viene fatta entrare attraverso uno stramazzo libero situato nella parte frontale del decantatore. Con questo il divisorio direzionale semisommerso viene posizionato all'inizio del serbatoio. Lo scarico dell'acqua viene effettuato attraverso i ripiani di raccolta dell'acqua installati all'estremità del decantatore. Prima dei ripiani di raccolta vengono installate delle pareti divisorie semi-sommerse, che trattengono le sostanze inquinanti galleggianti.
La parte di scorrimento del decantatore ha una profondità di 1,5 - 4 m, la lunghezza è maggiore della profondità di 8-12 volte (o 20 volte quando si lavora con acque reflue di produzione). La larghezza del decantatore dipende da come viene rimosso il sedimento e generalmente è di 6-9 m. Nelle centrali di depurazione biologica la larghezza del decantatore viene calcolata in base alla larghezza del bacino di aerazione. Il fondo del serbatoio deve avere una pendenza verso il serbatoio di almeno 0,005. Quando si calcola l'altezza dello strato neutro sopra la superficie dei sedimenti viene preso un valore pari a 0,3 m, per i decantatori secondari si considera una profondità dello strato fangoso pari a 0,3-0,5 m. La portata delle acque reflue viene considerata uguale a 5-10 mm/sec.
La lunghezza del decantatore può essere trovata in base alla formula:
L = (υ•H)/ωsed (2.1)
dove L è la lunghezza del decantatore, m;
υ è la velocità di movimento del liquido nel decantatore, m/sec;
H è la profondità del decantatore, m;
ωsed è la velocità di sedimentazione delle particelle nel decantatore, m/sec.
A sua volta, la velocità di sedimentazione delle particelle può essere trovata in base alla formula:
Ωsed = 1/18 • (dт•ρт•g)/μl (2.2)
dove ωsed è la velocità di sedimentazione delle particelle nel decantatore, m/sec;
dт è il diametro minimo equivalente delle particelle in sedimentazione, m;
ρт è la densità apparente delle particelle, kg/m3;
g è l’accelerazione in caduta libera, 9,81 m/sec2;
μl è la viscosità dinamica del liquido, Pa•s.
I decantatori vengono utilizzati per chiarificare, cioè per eseguire la separazione dell'acqua e dagli inquinanti dispersi. A seconda del tipo di impurità e dell’insieme delle funzioni prestabilite, con i decantatori classici vengono utilizzati degli addensatori e dei classificatori, che consentono di intensificare i processi di trattamento delle acque reflue. Le soluzioni costruttive per gli addensatori e i classificatori sono assolutamente identiche: le differenze riguardano le metodologie di calcolo della deposizione delle particelle sospese.
Gli addensatori vengono calcolati in base alla velocità di deposizione della sospensione più superficiale presente negli strati, mentre il calcolo dei classificatori si concentra sulle sostanze, che devono essere separate per prime. Per calcolare la superficie di deposizione dei decantatori vengono utilizzati i seguenti dati di partenza:
Le formule per il calcolo di ciascun parametro sono qui elencate. Per attivare il processo di depurazione, i decantatori sono dotati di mescolatrici a rastrelli ad azione continua. Attraverso l'uso della forza centrifuga, la deposizione della sospensione viene accelerata.
La superficie di deposizione, che è il principale valore calcolato dei decantatori, si trova in base alla formula:
F = Ks • Gms/(ρchi•ωst) • [(xsed-xmis)/(xsed-xchi)] (2.3)
dove Ks è il coefficiente di riserva della superficie,
Gms è la portata massica della sospensione originale, kg/ses;
Ρchi è la densità del liquido chiarificato, kg/m3;
ωst è la velocità di deposizione delle particelle di sospensione, m/sec;
xsed è la concentrazione di particelle solide nel sedimento, la parte di massa;
xmis è la concentrazione di particelle solide nella miscela originale, la parte di massa;
xchi è la concentrazione di particelle solide nel liquido chiarificato, la parte di massa.
Il processo di sedimentazione avviene negli apparecchi ad azione continua e periodica, così come in apparecchi di tipo combinato.
Negli apparecchi ad azione periodica la sospensione viene versata e rimane a riposo per un determinato periodo di tempo, necessario alla sedimentazione delle particelle. Successivamente, avviene la decantazione dello strato di liquido chiarificato, cioè lo strato di liquido viene fatto passare attraverso dei rubinetti o per un tubo sifonico, situato al di sopra del livello del sedimento. Dopo aver versato il liquido, il sedimento viene scaricato manualmente attraverso la parte superiore dell'apparecchio oppure viene rimosso tramite un rubinetto inferiore a scatto.
Questo tipo viene utilizzato per le sospensioni e si presenta come delle piscine, che non hanno un dispositivo di mescolamento. Lo stesso decantatore viene riempito di sospensione e dopo un determinato periodo di tempo, necessario alla deposizione dei sedimenti, lo strato di liquido che è già stato chiarificato, viene versato attraverso dei bocchettoni posizionati al di sopra del livello del sedimento. Il sedimento, sotto forma di fango (come una massa liquida fluida), viene spostato manualmente attraverso la parte superiore dell'apparecchio o rimosso attraverso il bocchettone inferiore, utilizzando un rubinetto a scatto.
I decantatori ad azione continua più semplici sono dei «coni», che vengono ampiamente utilizzati per la classificazione ad umido dei minerali.
Il decantatore a cono è un serbatoio conico con un angolo di inclinazione di 600. La sospensione entra nel decantatore tramite il canale di scolo, dopo di che attraverso l'imbuto, avente un anello galleggiante, scorre nel cono. Con ciò, le particelle sospese si depositano sul fondo del corpo e il liquido chiarificato viene rimosso lungo lo scivolo.
Il sedimento che si accumula nella parte inferiore del cono, viene scaricato all’esterno tramite un tubo. Il cono è collegato alla tubazione di mandata con l'aiuto di un manicotto. In questo modo l'apparecchio può essere lavato nel caso in cui venga intasato dalla formazione di depositi. Di solito, questi apparecchi vengono installati come batterie formate da pochi coni collegati in serie.
Nella figura sotto è mostrato lo schema del decantatore ad azione continua utilizzabile per la purificazione dell'acqua:
L'acqua entra nel serbatoio dove viene trattata con calce e soda. Dopo di che, la sospensione va verso il corpo, dove si trovano diversi strati di divisori conici. Ogni strato di tale decantatore funziona indipendentemente. L'acqua dopo la depurazione passa attraverso il tubo centrale e fuoriesce dall'unità. I sedimenti, che si sono accumulati sulla superficie dei divisori conici, scivolano e vengono rimossi attraverso il tubo. È importante che l'angolo di inclinazione di questi divisori superi l'angolo di pendenza naturale del sedimento. I sedimenti accumulatisi sul fondo vengono periodicamente scaricati.
Per la preparazione della sospensione iniziale viene utilizzata l'acqua di lavaggio. Allo stesso tempo, per non iniettare molto liquido di lavaggio, il lavoro viene eseguito con principio controcorrente. Ciò significa che i sedimenti si muovono con un una direzione che va dal primo decantatore all'ultimo e passa per tutti gli apparati in modo consequenziale. Il liquido fresco di lavaggio viene mandato dal primo decantatore all'ultimo. Esso passa attraverso tutti i decantatori in modo consequenziale nella direzione opposta al movimento dei sedimenti.
Il metodo, basato sulla sedimentazione continua con lavaggio, è più vantaggioso se confrontato con il lavaggio su filtro. Il motivo è che questo metodo non consuma energia per aspirare tutto il liquido attraverso i setti filtranti.
Per ridurre lo spazio occupato dalla macchina, vengono utilizzati decantatori a diversi livelli. Tali decantatori sono costituiti da più unità disposte verticalmente una sopra l'altra.
In un decantatore di questo tipo, la sospensione viene alimentata continuamente al livello superiore, mentre il liquido fresco di lavaggio scorre dal serbatoio attraverso la parte inferiore del penultimo livello del decantatore. Il liquido dopo la chiarificazione viene continuamente rimosso attraverso il canale di scarico del livello superiore e in seguito viene fatto uscire attraverso la tubatura. Il canale di scarico si trova nella parte superiore del decantatore. I sedimenti condensati si accumulano nella trappola, che si trova sul fondo degli strati. Viene anche qui fornito un liquido di lavaggio proveniente dal livello, che si trova al di sotto, attraverso un determinato serbatoio e una conduttura. Con l'aiuto dell’acqua di lavaggio, i sedimenti vengono lavati al livello che si trova al di sotto, dove il processo di sedimentazione e di lavaggio avviene in modo analogo. Dopo queste operazioni i sedimenti risultano quasi completamente lavati e liberati dal liquido iniziale e fuoriescono attraverso il bocchettone inferiore del decantatore. Il liquido di lavaggio, situato al livello superiore, può essere utilizzato per la preparazione di sospensioni.
Lo svantaggio principale di tutti i decantatori consiste nella loro enorme area. Per questo motivo, molto spesso essi vengono sostituiti con filtri-addensatori, che hanno una struttura più complessa ma abbastanza compatta.
Sono un serbatoio di forma cilindrica a fondo conico. In questo serbatoio si trova una mescolatrice, dotata di rastrelli, che mescolano e muovono i sedimenti verso il foro di scarico centrale, scuotendolo di tanto in tanto, cosa che favorisce la deumidificazione. La mescolatrice ha una velocità di rotazione bassa (0,00025-0,0083 C-1), e di conseguenza il processo di deposizione non viene interrotto. Con ciò la sospensione affluisce continuamente attraverso il tubo al centro del serbatoio.
Il liquido, che ha già superato il processo di chiarificazione, viene versato nel canale di scolo circolare e dopodiché viene fatto uscire con l'aiuto di una pompa a diaframma attraverso il bocchettone situato nel fondo conico. Per il funzionamento dell’albero della mescolatrice vengono utilizzati un riduttore e un motore elettrico.
I decantatori dotati di mescolatrice a raschietti, assicurano l'omogeneità dei sedimenti e consentono inoltre di disidratare i sedimenti fino ad una fase solida avente una concentrazione del 25-55%. Tali decantatori funzionano completamente in modo automatico. Tra gli svantaggi di tali decantatori è necessario evidenziare la loro macchinosità.
Gli apparecchi standard hanno un diametro di 1,8-30 m. A volte vengono utilizzati decantatori aventi un diametro fino a 100 metri. Per ridurre lo spazio occupato dal decantatore, vengono utilizzati apparecchi multilivello, che consistono in una serie di decantatori posizionati uno sopra all’altro e aventi un albero comune per le mescolatrici a raschietti. Gli apparecchi multilivello hanno una struttura molto più complessa rispetto a quelli normali.
Nel caso in cui sia necessaria la sedimentazione di una notevole quantità di liquido, vengono utilizzati come decantatori delle grandi piscine in cemento o dei serbatoi collegati in modo consequenziale, che lavorano in modo combinato. In questi serbatoi, i liquidi scorrono in modo continuo, mentre la rimozione dei sedimenti è periodica.
Un esempio di decantatore pratico e compatto è il decantatore utilizzato per la pulizia di impianti di caldaie.
Il corpo di questo decantatore è una scatola rettangolare in acciaio. All'interno del corpo ci sono dei divisori inclinati, che dirigono il flusso alternativamente dall'alto verso il basso, e poi dal basso verso l'alto. Nei fondi conici si accumulano i sedimenti e poi periodicamente vengono rimossi attraverso il rubinetto.
Se la concentrazione di particelle solide in sospensione è grande o se i sedimenti separati sono utilizzabili nella produzione, è allora necessario uno scarico continuo non solo del liquido ma anche dei sedimenti.
Hanno una struttura semplice e una grande superficie. La sospensione che entra nell'unità viene distribuita attraverso i canali sui ripiani conici. Sulla loro superficie si depositano le particelle solide. I sedimenti che si formano scorrono sui ripiani inclinati verso le pareti del corpo e in seguito si spostano verso la parte inferiore della macchina, da dove vengono rimossi dalla macchina. Il liquido dopo la chiarificazione entra nel tubo centrale e viene quindi espulso dalla parte superiore dell'apparecchio.
Tali strutture hanno una grande superficie di deposizione, non contengono parti mobili e sono anche molto facili da usare. Il loro svantaggio consiste nella grande umidità dei fanghi rispetto ai decantatori con mescolatrice a raschietti.
Per la separazione delle emulsioni viene utilizzato un separatore ad azione continua, che consiste in un serbatoio orizzontale, dotato di un divisorio forato. Questo divisorio non consente l’eccitazione del liquido nella vasca di decantazione del getto di emulsione che entra nell'unità. Quando si sceglie una sezione trasversale del decantatore si deve prendere in considerazione la velocità di flusso del liquido nel serbatoio della macchina. La data velocità non deve superare i pochi millimetri al secondo, mentre il regime del flusso deve essere laminare per evitare la miscelazione delle fasi e migliorare il processo di sedimentazione.
La fase leggera e quella pesante dopo la sfogliatura vengono fatte uscire da lati diversi del decantatore. La conduttura utilizzata per la fuoriuscita della fase pesante ha un collegamento con l'atmosfera per impedirne il sifonaggio.
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