MCA Strumentazione Industriale – 40 anni di agitatori industriali Pimecsa in Italia
Agitatori per flocculazione e trattamento fanghi
Coagulazione, flocculazione, ispessimento — il gradiente di velocità G come parametro guida
MCA Strumentazione Industriale – 40 anni di agitatori industriali Pimecsa in Italia
Coagulazione, flocculazione, ispessimento — il gradiente di velocità G come parametro guida
Caso applicativo — Trattamento acque e fanghi
Nel trattamento delle acque e dei fanghi, l'agitazione attraversa tre fasi con esigenze opposte: una miscelazione violenta e rapidissima (coagulazione), una miscelazione dolce e prolungata (flocculazione), e un movimento lento di mantenimento (ispessimento). Usare l'agitatore sbagliato in una di queste fasi compromette l'intero processo di chiarificazione.
Il parametro che governa tutto è il gradiente di velocità G: alto per disperdere il coagulante, basso per non rompere i fiocchi appena formati. Questa pagina spiega le tre fasi, il ruolo di G, e quale tipo di agitazione serve in ognuna.
Il coagulante (cloruro ferrico, solfato di alluminio, polielettrolita) viene disperso nell'acqua in pochi secondi con agitazione violenta. Destabilizza le particelle colloidali neutralizzandone la carica. Serve gradiente G alto (300-1000 s⁻¹).
Le particelle destabilizzate si aggregano in fiocchi sempre più grandi. Richiede agitazione dolce e prolungata (10-30 minuti) a gradiente G basso (20-70 s⁻¹): troppo intensa romperebbe i fiocchi appena formati.
I fanghi sedimentati vengono mantenuti in movimento lento per favorire la compattazione e il rilascio dell'acqua interstiziale. Agitazione molto lenta a ponte raschiante o pale larghe.
Il valore di G e il prodotto G×t (con t = tempo di permanenza) determinano l'efficienza di ogni fase. Valori di riferimento:
| Fase | G tipico (s⁻¹) | Tempo tipico | Tipo di agitazione |
|---|---|---|---|
| Coagulazione (flash mix) | 300 – 1000 | 10 – 60 secondi | Turbolenta, intensa |
| Flocculazione | 20 – 70 | 10 – 30 minuti | Lenta, dolce, uniforme |
| Ispessimento fanghi | 5 – 20 | continuo | Molto lenta, raschiante |
Agitatore a turbina con girante radiale (tipo Rushton) o agitatore rapido in linea. L'obiettivo è disperdere il reagente prima che inizi la destabilizzazione. Vedi gli agitatori a turbina e la pagina agitatori per omogeneizzazione (flash mixing).
Agitatore a velocità molto bassa (anche 2-15 rpm) con giranti a grande diametro e bassa velocità periferica: pale a nastro, pale incrociate, palette larghe. Movimento dolce che fa crescere i fiocchi senza romperli.
Agitatore lentissimo con bracci raschianti che favoriscono la compattazione del fango sedimentato e il rilascio dell'acqua. Configurazione su progetto in base al diametro della vasca.
Nelle vasche di equalizzazione e accumulo fanghi serve evitare la sedimentazione: agitazione a flusso assiale dimensionata sulla velocità critica. Vedi gli agitatori per depuratori.
Inviaci portata dell'impianto, tipo di coagulante/flocculante, volume delle vasche di coagulazione e flocculazione, gradiente G target di progetto. MCA dimensiona l'agitatore corretto per ogni fase e propone la configurazione con quotazione.
La coagulazione è la fase di miscelazione rapida (flash mixing) in cui il coagulante viene disperso nell'acqua in pochi secondi per destabilizzare le particelle colloidali. La flocculazione è la fase successiva, di miscelazione lenta e prolungata (minuti), in cui le particelle destabilizzate si aggregano in fiocchi più grandi che possono poi sedimentare. Le due fasi richiedono agitatori con gradiente di velocità G molto diverso: alto per la coagulazione, basso per la flocculazione.
Il gradiente di velocità G (in s⁻¹) misura l'intensità di agitazione applicata all'acqua. Nella coagulazione serve G alto (300-1000 s⁻¹) per disperdere rapidamente il reagente. Nella flocculazione serve G basso (20-70 s⁻¹): un'agitazione troppo intensa romperebbe i fiocchi appena formati. Il prodotto G×t (tempo) determina l'efficienza del processo. È il parametro chiave per dimensionare l'agitatore di flocculazione.
Per la flocculazione si usano agitatori a giri molto bassi con giranti a grande diametro e bassa velocità periferica (pale a nastro, pale incrociate, palette larghe), che generano un movimento dolce e uniforme senza rompere i fiocchi. Per la coagulazione/flash mixing si usano invece agitatori ad alta turbolenza. Per l'ispessimento fanghi si usano agitatori a ponte raschiante. MCA dimensiona l'agitatore sul gradiente G richiesto dalla fase.
Prodotti per trattamento acque e fanghi: Agitatori per depuratori · Agitatori per liquami · Agitatori a turbina (coagulazione) · Agitatori per omogeneizzazione (flash mixing)
Guide tecniche: Calcolo potenza · Sospensione solidi (Zwietering) · Reynolds e regime di flusso · Selezione agitatori
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