Os tanques de mistura e equalização são componentes essenciais no tratamento de água e de águas residuais industriais. São utilizados para homogeneizar os fluxos de água ou de águas residuais, amortecer as alterações de volume e otimizar os processos de tratamento subsequentes. A sua importância vai desde o tratamento de águas residuais na indústria química até ao tratamento de água para aplicações sensíveis, como circuitos de refrigeração ou produção alimentar. Este artigo descreve em pormenor os princípios técnicos, os modos de funcionamento e as possíveis aplicações dos tanques de mistura e equalização.
Índice
Tarefas e funções de uma cuba de mistura e de compensação
1. amortecimento de volume
As operações industriais têm frequentemente fluxos de água ou de águas residuais muito flutuantes, por exemplo devido a ciclos de produção, processos de limpeza ou descargas variáveis de águas residuais. O tanque de mistura e equalização serve como um amortecedor para compensar estas flutuações e assegurar um caudal constante para os processos a jusante.
2. homogeneização
A mistura é crucial para normalizar as propriedades físicas e químicas da água ou das águas residuais. As diferenças no valor do pH, na temperatura ou nas concentrações de poluentes podem afetar significativamente a eficiência dos processos subsequentes, como a precipitação, a floculação ou o tratamento biológico.
3. tempo de atraso
Os tanques de mistura e equalização podem armazenar temporariamente as águas residuais de modo a nivelar os picos de poluentes. Isto é particularmente importante quando os limites legais para poluentes devem ser respeitados, por exemplo, no caso de remoção de metais pesados ou redução de COD.
4. Melhoria das reacções químicas
A distribuição uniforme de produtos químicos adicionados, tais como agentes neutralizantes, floculantes ou biocidas, é apoiada pela mistura no tanque. Isto maximiza a eficiência das reacções químicas e reduz o consumo de químicos.
Foto: O nosso sistema de neutralização ALMA Neutra com um tanque de mistura e equalização de 200 m3
Fundamentos técnicos e princípios de conceção
1. método de construção e materiais
- Materiais: Dependendo do meio, os reservatórios de mistura e expansão são feitos de materiais resistentes à corrosão, tais como aço inoxidável, polipropileno (PP) ou plástico reforçado com fibra de vidro (GRP). Podem ser necessários revestimentos internos ou ligas especiais para meios altamente corrosivos.
- Dimensão: O volume do reservatório depende dos caudais de pico e dos requisitos do processo a jusante. As dimensões típicas variam entre alguns metros cúbicos nas instalações mais pequenas e vários milhares de metros cúbicos nas grandes indústrias.
2. agitadores
Um elemento central é o agitador, que mistura o conteúdo do recipiente.
- Agitadores axiais: transportam o meio verticalmente e são adequados para homogeneizar grandes volumes de recipientes.
- Agitadores radiais: asseguram uma mistura intensiva numa direção radial e são frequentemente utilizados para reacções químicas.
- Lâminas agitadoras: Consoante a viscosidade e a densidade do meio, são utilizados agitadores de hélice, de disco ou de lâmina.
3. internos para controlo do fluxo
- Placas-guia: Reduzem as zonas mortas e melhoram a mistura.
- Quebra-fluxos: optimizam a distribuição hidráulica no depósito e evitam os fluxos de curto-circuito.
4. sensores e monitorização
Os modernos tanques de mistura e equalização estão frequentemente equipados com sensores que monitorizam parâmetros como o nível de enchimento, o valor do pH, a temperatura e a condutividade em tempo real. Estes dados são utilizados para otimizar o controlo do processo.
Áreas de aplicação na prática
1. tratamento de águas residuais
- Águas residuais industriais: Os tanques de mistura e equalização são um componente indispensável no tratamento de águas residuais altamente flutuantes das indústrias química, de processamento alimentar e metalúrgica.
- Estações de tratamento de águas residuais municipais: Aqui são utilizadas para homogeneizar os fluxos de águas residuais antes de entrarem nas fases de tratamento biológico ou químico.
2. tratamento de águas
- Circuitos de água de arrefecimento: No sistema de tratamento da água de arrefecimento, os tanques de mistura e equalização asseguram uma qualidade uniforme da água, o que evita a corrosão, a incrustação e a bioincrustação.
- Tratamento de águas de processo: Na indústria alimentar e de bebidas, garantem a qualidade estável da água necessária para os processos de produção.
Foto: O nosso sistema ALMA CHEM MCW CP com dois contentores de empilhamento de 25 m3
Desafios e soluções
1. meios corrosivos
Para águas residuais altamente corrosivas, a escolha do material correto do depósito é crucial. Aqui são utilizados materiais altamente resistentes à corrosão, como o aço inoxidável (316L) ou tanques revestidos.
2. formação de espuma
As águas residuais com um elevado teor orgânico ou de tensioactivos têm tendência a formar espuma. Os dispositivos anti-espuma ou a adição selectiva de produtos químicos podem minimizar este problema.
3. Zonas mortas e mistura insuficiente
As geometrias desfavoráveis dos reservatórios podem dar origem a zonas mortas nas quais não se produz uma mistura eficaz. A utilização de deflectores de fluxo e de agitadores optimizados minimiza este risco.
Vantagens e benefícios dos tanques de mistura e equalização
- Funcionamento consistente do processo: A tamponagem e a homogeneização asseguram um funcionamento consistente dos sistemas a jusante.
- Maior eficiência: A distribuição optimizada de produtos químicos e a qualidade uniforme da água aumentam a eficiência das etapas de tratamento subsequentes.
- Redução de custos: uma melhor distribuição da carga pelos sistemas a jusante reduz os custos de manutenção e de funcionamento.
- Flexibilidade: As cubas de mistura e de igualização podem ser adaptadas a diferentes caudais e requisitos de volume, tornando-as versáteis na sua utilização.
Conclusão
Os tanques de mistura e de compensação são componentes indispensáveis no tratamento de água e de águas residuais. Contribuem decisivamente para garantir a eficiência e a fiabilidade dos processos a jusante, igualando as flutuações de volume e assegurando uma qualidade consistente da água. Com tecnologia moderna, como agitadores optimizados e monitorização em tempo real, estes tanques podem ser adaptados aos requisitos específicos de qualquer indústria. O planeamento cuidadoso e a seleção de componentes são a chave para um funcionamento económico e sustentável.
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