CENNI SULLA CHIARIFLOCCULAZIONE

Abbiamo accennato alla teoria della sedimentazione nel capitolo “Sedimentatori“.

Nella sedimentazione con flocculazione le particelle non mantengono la loro individualità, ma con l’aiuto di coagulanti, tendono ad agglomerarsi. La dimensione del fiocco di fango aumenta e, di conseguenza, aumenta anche la velocità di sedimentazione.

SEDIMENTAZIONE CON FLOCCULAZIONE

Un processo completo di chiarificazione consiste generalmente in tre stadi successivi:
• Miscelazione della torbida con i reagenti
• Flocculazione
• Sedimentazione.

La miscelazione dei reagenti con la torbida deve avvenire in un tempo molto breve e con un alto grado di agitazione. La flocculazione invece deve avvenire in modo lento per favorire la formazione dei fiocchi ed in regime di assoluta calma, evitando qualsiasi moto turbolento. L’acqua chiarificata è raccolta nella parte superiore con canalette circolari o radiali; i fanghi sedimentano sul fondo vasca e sono convogliati in un pozzetto di raccolta mediante pale raschianti.

CHIARIFLOCCULATORE CON RICIRCOLO DI FANGO

Il chiariflocculatore con ricircolo di fango è munito di una turbina che ricircola e miscela il fango già sedimentato con la nuova torbida di alimento la quale è già condizionata con i reattivi. Il fiocchi “vecchi”, di solito di medie-grosse dimensioni, facilitano la formazione di nuovi fiocchi di fango.

La torbida già condizionata, entrando nel chiariflocculatore, è mescolata nella camera di reazione con il fango, già sedimentato, sollevato mediante una turbina a flusso radio-assiale.
È fondamentale che l’operazione avvenga alla velocità più bassa possibile per evitare la rottura dei fiocchi di fango. La portata di ricircolo del fango è variabile e regolabile mediante un motovariariduttore. Il fango sollevato e la torbida da trattare, dopo essere stati miscelati nella zona di reazione, sono convogliati in una zona di flocculazione, dove avviene l’ingrossamento dei fiocchi di fango ed inizia la fase di sedimentazione.

La raccolta dell’acqua chiarificata può avvenire mediante canalette radiali o periferiche. Le canalette radiali sono da ritenersi più efficaci in quanto il flusso di risalita dell’acqua verso di esse è più omogeneo impedendo una velocità di risalita troppo elevata in particolari zone. In base alla legge di Stokes, già citata, la velocità di sedimetazione è più alta per quei solidi sospesi di dimensioni più grosse. Conclusioni A parità di portata di acqua da trattare, i chiariflocculatori richiedono delle vasche di dimensioni inferiori.

I CHIARIFLOCCULATORI DI NS. PRODUZIONE

- Chiariflocculatore tipo accelator con turbina mod. EM11
- Chiariflocculatore a trazione centrale con turbina di ricircolo del fango mod. EM 20
- Chiariflocculatore a trazione periferica con flocculatori a cancello mod. EM21A, 
- Chiariflocculatore a trazione periferica con turbina di ricircolo mod. EM21 B
- Chiariflocculatore con traliccio di torsione con turbina di ricircolo del fango mod. EM 22

RELAZIONE SU CHIARIFLOCCULATORE E ACCELATOR

Studio comparato qualitativo della attuazione, delle richieste di processo e del grado di semplicità di costruzione e gestione tra CHIARIFLOCCULATORE e ACCELATOR.

Facciamo riferimento, per sviluppare lo studio comparato, alle configurazioni di massima delle due macchine (sistemate nella stessa vasca per ragioni di comparazione). Il Chiarifloccculatore e l’Accelator devono realizzare:
1. un processo di contatto tra fango pre-esistente e alimento al fine di ottenere una crescita del fiocco che faciliti la sedimentazione;
2. un processo di sedimentazione basato sulla legge Stokes.
Ricordiamo che la velocità di risalita dell’acqua chiarificata viene mantenuta, secondo i risultati sperimentali ottenuti in macchine con processo di contatto del fango, con fanghi leggeri (tipo Al (OH)₃), tra 2 e 2,5 m/h.
Veniamo ora a descrivere come si realizzano, nelle due macchine, i punti 1 e 2.

Chiariflocculatore
1A: esiste una zona piccola, ma ben agitata, di contatto tra fango e alimento: il contatto è assicurato intimamente.
Dopo l’intimo mescolamento, il tempo di contatto è mantenuto in un volume “calmo”; non vi sono strettoie quindi l’integrità del fiocco è rispettata e ne è permesso l’ingrandimento nella successiva zona di calma.
2A: Il volume “calmo” permette alla torbida di essere convogliata nella zona di sedimentazione in assenza di vorticosità, in un punto molto basso e con rallentamento graduale dovuto all’allargamento della sezione lungo il moto verso l’alto della torbida.

Accelator
1B: Non esiste una zona di mescolazione intima, il volume (ed il tempo di contatto) è circa uguale al chiariflocculatore e coincide con quello di mescolazione; è presente una strettoia tra l’uscita dalla zona di mescolamento e la paratoia di regolazione della luce d’uscita, pertanto esiste il rischio di frantumazione del fiocco già formato subito prima di entrare nella zona di sedimentazione.
2B: L’uscita dal volume di contatto verso la zona di sedimentazione è più veloce che nel chiariflocculatore, quindi più vorticosa, ed inoltre molto in alto, cioè vicino alla zona dove l’acqua è già limpida, pertanto esiste un rischio maggior di presenza di fango nell’acqua chiarificata.

Per quanto riguarda la semplicità di 3) costruzione e di 4) gestione si nota:

3A: La “turbina del chiariflocculatore è più piccola quindi la costruzione della parte rotante risulta più semplice per quanto riguarda centraggi e vibrazioni; la regolazione della sola velocità di rotazione permette di eliminare meccanismi complessi;

4A: L’estrazione del fango automatica, asservita a torbidimetro, evita manualità ed elimina il rischio che, in caso di alimento improvvisamente torbido, l’acqua non esca limpida per mancanza di scarico fanghi.

3B: La costruzione ed il centraggio della grande turbina sono particolarmente difficili; spesso il meccanismo di regolazione della luce di uscita dalla turbina (manuale) si blocca;

4B: l’estrazione del fango è manuale ed in caso di improvviso aumento della torbidità d’ingresso si rischia di scaricare acqua torbida.