Миксери за отпадни води

Процесът на пречистване на битовите и промишлени отпадни води преминава през различни етапи, включващи механично, билогично и химично пречиставане. Ефективното и успешно протичане на голяма част от отделните етапи на пречистване често е свързано с осигуряване на добро разбъркване, смесване и хомогенизиране на отпадните води.

За тази цел все по-често използвани са различните конструкции миксери. Непрекъснато повишаващите се изисквания към качеството на пречистените води и подобряването на пречиствателните процеси също допринасят за все по-широкото им използване в пречиствателните станции.

Сред етапите на пречистване, в които намират широко приложение, са обработката на активна утайка, процесът денитрификация, при който целта е да се предизвиква движение на водата с оглед предотвратяване натрупването на отлагания по дъното на пречиствателното съоръжение, като частиците остават равномерно разпределени в отпадната вода и утайките. Използват се и за получаване на хомогенна смес от отпадни води и добавени към тях химически разтвори.

Процесът смесване
Смесването в течна среда е един от най-разпространените процеси. Смесват се течност с течност, течност с газ, течност с насипни тела. Основни цели при смесването на течна среда са: получаване на смес с точно определен състав от два или повече компонента; получаване на емулсии или суспензии без утаяване на тежката фаза; ускоряване на химичната реакция, протичаща в течната фаза чрез увеличаване на контактната повърхност; ускоряване на топлообмена в реактори, охладители и нагреватели; ускоряване на масообмена при дифузионни процеси – абсорбция, екстракция, сушене, разтваряне; предотвратяване отлагането на твърди частици, влошаващи топлообмена по нагревната повърхност на апарата.

Начинът за разбъркване и видът на използваното устройство се избират в зависимост от свойствата на отделните компоненти на сместа. При пречиставнето на отпадни води сред основните предназначения на миксерите са улесняване протичането на процеси като хомогенизация, суспендиране, емулгиране, диспергиране, топлообмен. Често използвани са при смесването на отпадните води с химически реагенти като например добавянето на алуминиев сулфат и други.

Конструкции миксери
В зависимост от особеностите на технологичния процес на обработка на водите предпочитани са различен тип миксери, сред които лопаткови, пропелерни (в това число с дифузори), турбинни (отворени и затворени), лентови и шнекови (винтови), потопяеми и специални (барабанни, дискови, вибрационни).

Лопатковите миксери се използват предимно за смесване на течности с нисък вискозитет,  разтваряне и суспендиране на твърди вещества, а така също за смесване на течности. Подходящи са също за поддържане в подвижно състояние на частици, чиято скорост на утаяване не е голяма. Обикновено са с две лопатки, които могат да бъдат прави и наклонени. Наклонените лопатки могат да бъдат разположени под ъгъл 30, 45 и 60 градуса.

Пропелерните са предпочитани при необходимост от интензивно смесване на нисковискозни течности, за разтваряне, образуване на суспензии, бързо смесване, формиране на нисковискозни емулсии и хомогенизиране на големи количества течност. Обикновено те се произвеждат с две или три лопатки. Отличават се със сравнително малка консумация на енергия и се предлагат в различни варианти.

За подобряване на смесването на големи обеми от течности и предаване на насочено движение на потока течност (при голямо процентно съотношение между височината и диаметъра на апарата) може да се монтира направляващ апарат (дифузор). При високи скорости на въртене на миксера в отсъствието на дифузор в резервоара се поставят отражателни прегради.

Турбинните миксери биват отворени и затворени. Използват се за образуване на смеси, вискозитетът на които във времето на смесване се променя, суспензии, бързо разтваряне, абсорбция на газове и интензификация на топлообмена. Разнообразието от различни конструкции на работното колело е голямо. Основен елемент от конструкцията им е турбинното работно колело с пространствено разположени лопатки. Броят на лопатките обикновено е в диапазона от 4 до 10. Използват се предимно за получаване на суспензии. Приложение намират и двойно засмукващите турбинни бъркачки.

Лентовите и шнековите миксери се използват за смесването на течности с голям вискозитет и тестообразни материали, почистват стените на резервоара от полепващи реакционни маси. Шнековите миксери обикновено се изработват от две спирално навити метални ленти.
Потопяемите миксери се използват за хомогенизиране, превеждане в суспензия, смесване, аерация. Притежаването на неограничена свобода на позициониране, лесен монтаж и относително тиха работа осигурява ефективно смесване в съдове с всякаква форма, независимо от дълбочината, дължината и ширината.

Специалните имат ограничено използване. Предпочитани са когато не е подходящо използването на друг вид смесители.Барабанните се използват за провеждането на реакции между газ и течност, получаването на емулсии и ресуспендиране на утайки.
Дисковите се използват за смесване на течности в обеми до 4 m3, а вибрационните за смесване на течни смеси и суспензии предимно в резервоари, работещи под налягане.

Материалите, които се използват за изработването на различните конструкции миксери, обикновено са корозионо устойчиви стомани, титанови сплави и други. За предпазване на елементите от корозия се използват също различни покрития.

Бързи, бавни, динамични и стационарни
Миксерите често биват категоризирани като бързи, бавни, динамични и стационарни.
Стационарни миксери се използват предимно в коагулационни уреди с бавна струя. Те се предлагат в широка гама от материали и конструктивни форми. Характеризират се с бързо въздействие между течности и/или газове податливи на смесване; компактна конструкция; ниска консумация на енергия; нямат подвижни части; осигуряват ниски първоначани и експлоатационни разходи.

Динамичните миксери обикновено са оборудвани с електродвигатели, вал и елемент, използван за разбъркване. Кинетичната енергия се предава на флуида с помощта на елемента за смесване, разположен в повечето случаи в края на вала на миксера. Формата на елементите на миксерите, тяхното разположение в апарата, както и използваната скорост, са елементите, определящи характеристиките на сместа. Намират приложение в процесите на неутрализация на отпадните води, коагулация, флокулация и други.

Задвижването на миксерите може да бъде както непосредствено от електродвигател, така и посредством редуктор или ремъчна предавка. При директното задвижване с електродвигател обикновено се използват затворени асинхронни двигатели или такива взривозащитено изпълнение. Мощността на стандартните апарати обикновено е в границите от 0,75 до 55 kW, а честотата на въртене - 0,4 - 4 s-1.

При избора на миксер сред факторите, които е добре да се вземат предвид, са: обемът и геометричната форма на резервоара, вискозитетът и плътността на материала, желаната скорост на миксера и други.