A secção de mistura é um componente central de muitos sistemas de tratamento de água e de águas residuais industriais. É utilizada para misturar eficientemente diferentes meios - como água, químicos ou gases - para garantir uma distribuição homogénea. Este processo é de importância crucial, uma vez que optimiza as condições de reação nas fases de tratamento a jusante e melhora a eficiência dos processos químicos, biológicos ou físicos.
Este artigo descreve em pormenor os princípios técnicos, a conceção, a funcionalidade e as diversas aplicações das secções de mistura no tratamento de águas industriais. São também explicados os desafios típicos e as soluções práticas.
Índice
O que é uma secção de mistura?
Uma secção de mistura é uma secção de tubagem especificamente concebida de modo a obter uma distribuição homogénea de substâncias através de um controlo de fluxo direcionado e de uma mistura turbulenta. Os líquidos, sólidos ou gases podem ser introduzidos e distribuídos uniformemente no fluxo principal.
Funções:
- Homogeneização: Distribuição uniforme de produtos químicos ou aditivos na água.
- Otimização da reação: Assegurar o contacto completo entre os reagentes para maximizar a eficiência química.
- Preparação: Criação de condições ideais para as fases de tratamento subsequentes, como a precipitação, a floculação ou a filtração.
Estrutura e tipos de linhas de mistura
A conceção de uma secção de mistura depende do tipo de aplicação, das condições de fluxo e das propriedades físicas das substâncias a misturar. Existem vários princípios de conceção:
1ª secção de mistura de tubos
- Estrutura:
Um tubo simples no qual são injectados produtos químicos ou aditivos. A mistura é conseguida através da turbulência natural no tubo. - Aplicação:
Para aplicações com caudais elevados e fluxos turbulentos. - Vantagem:
Económica e fácil de instalar.
2. misturadores estáticos
- Estrutura:
Secções de tubos equipadas com elementos fixos (por exemplo, espirais, discos). Estes elementos criam vórtices de fluxo e promovem a mistura. - Aplicação:
Ideal para aplicações com fluxo laminar ou baixo fluxo. - Vantagem:
Mistura eficaz com um consumo mínimo de energia.
Foto: Secção de reação com misturador estático e dosagem de ácido e alcalino com controlo de pH(ALMA Neutra)
3. misturadores dinâmicos
- Conceção:
Secções de mistura com componentes rotativos acionados mecanicamente. - Aplicação:
Para aplicações onde é necessária uma mistura particularmente intensa, por exemplo, para líquidos altamente viscosos. - Vantagem:
Elevada flexibilidade na adaptação a diferentes requisitos de mistura.
4. secções de mistura de gases
- Estrutura:
Equipado com bicos de injeção especiais que injectam gases como o oxigénio, o ozono ou o dióxido de carbono na água. - Utilização:
Aplicações em aeração, oxidação ou regulação do pH. - Vantagem:
Alta eficiência na distribuição de gás.
Fundamentos técnicos da secção de mistura
1. mecânica dos fluidos
A eficácia de uma secção de mistura depende em grande medida das condições de fluxo:
- Fluxo turbulento (número de Reynolds > 4000):
Promove a mistura através da formação de vórtices fortes. - Laminare Strömung (Reynolds-Zahl < 2000):
Erfordert den Einsatz statischer Mischer, um eine effektive Vermischung zu gewährleisten.
2. introdução de substâncias
A forma como as substâncias são introduzidas na secção de mistura influencia a homogeneidade da mistura:
- Bicos de injeção: Injeção pontual de líquidos ou gases.
- Distribuidores em forma de anel: Distribuição uniforme ao longo da secção transversal da tubagem.
3. tempo de permanência
O tempo de permanência na secção de mistura é crucial para uma mistura completa. Depende do comprimento da secção de mistura, da velocidade do fluxo e das propriedades físicas das substâncias.
Foto: O nosso sistema de flotação ALMA NeoDAF com misturador estático e secção de mistura de tubos para dosagem de precipitantes e floculantes
Aplicações na tecnologia da água e das águas residuais
1. Dosagem de produtos químicos
As secções de mistura são essenciais para distribuir uniformemente na água produtos químicos como precipitantes, floculantes, anti-incrustantes ou inibidores de corrosão.
Exemplo:
- Precipitação e floculação: Distribuição uniforme de sulfato de alumínio ou cloreto férrico para garantir uma óptima formação de flocos.
2. Dosagem de gás
O gás (por exemplo, oxigénio, CO₂) é eficientemente introduzido em tanques de aeração, reactores ou sistemas de regulação de pH utilizando linhas de mistura.
Exemplo:
- Aeração em estações de tratamento biológico aeróbico: O oxigénio é distribuído uniformemente nas águas residuais para promover a decomposição microbiana.
3. circuitos de água de arrefecimento
Nos sistemas industriais de água de arrefecimento, as secções de mistura são utilizadas para dosear inibidores de corrosão e biocidas, de modo a evitar incrustações.
4. tratamento de águas
As secções de mistura são utilizadas em sistemas de osmose inversa ou permutadores de iões para assegurar a adição de anti-incrustantes ou estabilizadores de pH.
Desafios e soluções para as linhas de mistura
1. mistura insuficiente:
- Problema: Com um fluxo laminar ou distâncias de mistura curtas, a homogeneidade pode ser prejudicada.
- Solução: Utilizar misturadores estáticos ou aumentar a secção de mistura.
2. bloqueios:
- Problema: Os sólidos ou as lamas podem bloquear os bicos de injeção ou os elementos de mistura.
- Solução: Manutenção e limpeza regulares.
3. consumo de energia:
- Problema: Os misturadores dinâmicos provocam custos de funcionamento mais elevados devido aos accionamentos mecânicos.
- Solução: Otimizar as condições de fluxo ou mudar para misturadores estáticos.
Conclusão
A secção de mistura é um componente essencial no tratamento de águas industriais e de águas residuais que influencia significativamente a eficiência dos processos químicos, biológicos e físicos. A sua conceção e construção corretas são cruciais para alcançar resultados óptimos. Através da utilização orientada de tecnologias modernas, como os misturadores estáticos ou dinâmicos, é possível ultrapassar eficazmente desafios como a mistura insuficiente ou o consumo de energia. Como parte integrante do tratamento da água, a secção de mistura ajuda a estabilizar os processos e a otimizar os custos operacionais.
Para mais informações sobre os nossos produtos, não hesite em contactar-nos a qualquer momento!
