ES2898393T3 - Mixing system for the introduction of chemical substances in a fluid to be treated - Google Patents
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Abstract
Sistema de mezclado (10) para la introducción de sustancias químicas en un fluido que se desea tratar, que comprende: - un recipiente (11) que comprende una pared (12) externa, una pared (13) interna, un fondo (14) y una tapa (15), - al menos dos cámaras de mezclado concéntricas, una primera cámara (16) central definida dentro de dicha pared (13) interna y una segunda cámara (17) definida fuera de dicha pared (13) interna, estando dicha primera cámara (16) y dicha segunda cámara (17) en comunicación entre sí, - un conducto (19) de entrada de un fluido que se desea tratar, configurado para la introducción de dicho fluido desde el exterior en dicha primera cámara (16), - un conducto (20) de salida para dicho fluido tratado, configurado para la salida de dicho fluido desde dicha segunda cámara (17) hacia el exterior de dicho recipiente (11), estando configurados dicho conducto (19) de entrada, primera cámara (16), segunda cámara (17) y conducto (20) de salida para definir una trayectoria (30) de mezclado laberíntica, - palas (18) agitadoras posicionadas dentro de dicha primera cámara (16), operadas por medios de accionamiento a través de un eje (21) de rotación, - al menos un pasaje (22) de inyección para la introducción de un aditivo químico en uno o más puntos de dicha trayectoria (30) de mezclado laberíntica, estando posicionado dicho conducto (19) de entrada debajo de dicho conducto (20) de salida con respecto a una configuración de uso de dicho sistema de mezclado (10), - comprendiendo dichas palas (18) agitadoras al menos un primer grupo de palas (18a), - estando posicionado dicho primer grupo de palas (18a) debajo de dicho conducto (19) de entrada con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado (10), caracterizado por que dicho al menos un pasaje (22) de inyección comprende: - una primera tubería (22a) de inyección conectada directamente a dicho conducto (19) de entrada; - una segunda tubería (22b) de inyección conectada directamente a dicha primera cámara (16); - una tercera tubería (22c) de inyección conectada directamente a dicha segunda cámara (17).Mixing system (10) for the introduction of chemical substances in a fluid to be treated, comprising: - a container (11) comprising an external wall (12), an internal wall (13), a bottom (14) and a lid (15), - at least two concentric mixing chambers, a first central chamber (16) defined inside said internal wall (13) and a second chamber (17) defined outside said internal wall (13), being said first chamber (16) and said second chamber (17) in communication with each other, - an inlet conduit (19) for a fluid to be treated, configured for the introduction of said fluid from the outside into said first chamber (16 ), - an outlet conduit (20) for said treated fluid, configured for the outlet of said fluid from said second chamber (17) to the outside of said container (11), said inlet conduit (19) being configured, first chamber (16), second chamber (17) and outlet duct (20) to define a path labyrinthine mixing (30), - stirring blades (18) positioned inside said first chamber (16), operated by drive means through a rotation shaft (21), - at least one injection passage (22) for the introduction of a chemical additive at one or more points of said labyrinthine mixing path (30), said inlet conduit (19) being positioned below said outlet conduit (20) with respect to a configuration of use of said system of mixing (10), - said agitator blades (18) comprising at least a first group of blades (18a), - said first group of blades (18a) being positioned below said inlet conduit (19) with respect to a configuration of use of the mixing system (10), characterized in that said at least one injection passage (22) comprises: - a first injection pipe (22a) directly connected to said inlet duct (19); - a second injection pipe (22b) directly connected to said first chamber (16); - a third injection pipe (22c) directly connected to said second chamber (17).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Sistema de mezclado para la introducción de sustancias químicas en un fluido que se desea tratarMixing system for the introduction of chemical substances in a fluid to be treated
La invención se refiere a un sistema de mezclado diseñado para introducir sustancias químicas en un fluido que se desea tratar.The invention relates to a mixing system designed to introduce chemical substances into a fluid to be treated.
Hoy en día, el agua limpia se considera un recurso valioso que debe conservarse y utilizarse solo en los casos en que su consumo sea absolutamente necesario.Today, clean water is considered a valuable resource that should be conserved and used only when consumption is absolutely necessary.
Por ejemplo, la industria del papel siempre ha utilizado grandes cantidades de agua dulce, es decir, agua nueva, para poder obtener productos de alta calidad. Sin embargo, en los últimos años la normativa medioambiental y una mayor conciencia medioambiental a nivel mundial han llevado cada vez más a las personas a reducir el consumo de agua. For example, the paper industry has always used large amounts of fresh water, that is, new water, in order to obtain high-quality products. However, in recent years, environmental regulations and greater environmental awareness worldwide have increasingly led people to reduce water consumption.
Hoy, por ejemplo, el lodo de papel es cada vez más importante y se utiliza cada vez más para la producción de otros papeles, en la industria del cemento y baldosas, en proyectos de restauración ambiental, para cubrir vertederos y en mezclas de construcción. Algunas etapas de un proceso para el tratamiento de las aguas residuales de una fábrica de papel incluyen el uso de un polielectrolito, por ejemplo un polvo floculante catiónico, o incluso, por ejemplo, una poliacrilamida catiónica, adecuada para ser aplicada en la clarifloculación de agua que contiene sustancias orgánicas, en tratamientos de espesamiento de lodos, en procesos de deshidratación de lodos y también en otros procesos llevados a cabo en fábricas de papel, tales como la flotación por espuma.Today, for example, paper sludge is increasingly important and is increasingly used for the production of other papers, in the cement and tile industry, in environmental restoration projects, to cover landfills and in construction mixes. Some stages of a process for the treatment of wastewater from a paper mill include the use of a polyelectrolyte, for example a cationic flocculant powder, or even, for example, a cationic polyacrylamide, suitable to be applied in the clariflocculation of water. containing organic substances, in sludge thickening treatments, in sludge dewatering processes and also in other processes carried out in paper mills, such as froth flotation.
Durante estas etapas del proceso es necesario maximizar el rendimiento del polímero, es decir, del floculante catiónico, para mejorar la calidad del residuo seco en el caso de lodos o mejorar la flotación de la espuma en el caso de una etapa de flotación por espuma.During these process steps it is necessary to maximize the yield of the polymer, i.e. the cationic flocculant, to improve the quality of the dry residue in the case of sludge or to improve froth flotation in the case of a froth flotation stage.
Para ser activados, estos polímeros necesitan premezclarse con agua a una concentración preestablecida.To be activated, these polymers need to be premixed with water at a preset concentration.
Actualmente, dicha etapa de premezclado se realiza en tanques de mezclado estáticos, en los que se introduce el polímero después de ser extraído de un pequeño recipiente de almacenamiento; dichos polímeros normalmente se diluyen en soluciones entre 0,2% y 1%, por lo que son muy exigentes en cuanto a uso de agua. Currently, said premixing stage is carried out in static mixing tanks, in which the polymer is introduced after being extracted from a small storage container; These polymers are normally diluted in solutions between 0.2 % and 1 %, so they are very demanding in terms of water use.
En el tanque de mezclado estático, la mezcla se obtiene a partir de la simple turbulencia del agua. Sucesivamente, una bomba auxiliar introduce el agua con el polímero en una tubería que conduce a un tanque o canal para el tratamiento de lodos residuales.In the static mixing tank, the mixture is obtained from the simple turbulence of the water. Subsequently, an auxiliary pump introduces the water with the polymer into a pipe that leads to a tank or canal for the treatment of residual sludge.
Así pues, como ya se ha mencionado, estos sistemas que utilizan un floculante catiónico, aunque sean muy utilizados y apreciados, requieren el uso de cantidades considerables de agua y de equipos de mezclado específicos, junto con los correspondientes conductos de preparación para su uso y para su introducción en una línea de tratamiento de lodos.Thus, as already mentioned, these systems that use a cationic flocculant, although they are widely used and appreciated, require the use of considerable amounts of water and specific mixing equipment, together with the corresponding preparation lines for their use and for introduction into a sludge treatment line.
Otra limitación de los sistemas de tratamiento de lodos actualmente conocidos radica en que los polielectrolitos son medios de cultivo para bacterias, por lo que un polímero que permanece en un tanque de almacenamiento durante mucho tiempo es muy probable que favorezca la proliferación de bacterias.Another limitation of currently known sludge treatment systems is that polyelectrolytes are culture media for bacteria, so a polymer that remains in a storage tank for a long time is very likely to favor the proliferation of bacteria.
El documento de patente US5314076 describe un sistema para mezclar dos fases fluidas, más específicamente para mezclar un fluido de tratamiento con un fluido que se desea tratar; dicho sistema comprende dos cámaras concéntricas que se comunican entre sí al menos por sus extremos, estando la cámara central provista de dos turbinas cuyo eje de rotación es igual al eje de simetría de la instalación. En esta solución técnica conocida en la técnica, el fluido que se desea tratar fluye desde arriba, sale desde abajo y las turbinas se interponen entre la entrada y la salida.Patent document US53 140 76 describes a system for mixing two fluid phases, more specifically for mixing a treatment fluid with a fluid to be treated; said system comprises two concentric chambers that communicate with each other at least at their ends, the central chamber being provided with two turbines whose axis of rotation is equal to the axis of symmetry of the installation. In this technical solution known in the art, the fluid to be treated flows from above, exits from below and the turbines are interposed between the inlet and the outlet.
El documento de patente US2012/0199524 describe un silo clarificador que comprende un recipiente cerrado con un mezclador interno rodeado por un difusor con un tubo cilíndrico.Patent document US 20 12/0 19 9524 describes a clarifying silo comprising a closed vessel with an internal mixer surrounded by a diffuser with a cylindrical tube.
El difusor y el mezclador definen tres cámaras internas que se superponen en dirección vertical, una cámara superior, una cámara central y una cámara inferior, así como una región anular externa. Cada una de las tres cámaras internas está en comunicación fluida con la región anular.The diffuser and mixer define three internal chambers that overlap in the vertical direction, an upper chamber, a central chamber and a lower chamber, as well as an external annular region. Each of the three internal chambers is in fluid communication with the annular region.
Incluso en esta solución técnica conocida en la técnica, el fluido que se desea tratar fluye desde arriba, sale desde abajo y las turbinas se interponen entre la entrada y la salida.Even in this technical solution known in the art, the fluid to be treated flows from above, exits from below, and the turbines are interposed between the inlet and the outlet.
Incluso en el mezclador descrito en el documento de patente US3392963, el fluido que se desea tratar entra por arriba, sale por abajo y las turbinas se interponen entre la entrada y la salida.Even in the mixer described in patent document US3392963, the fluid to be treated enters from the top, exits from the bottom and the turbines are interposed between the inlet and the outlet.
Los documentos de patente US2577856 y US3737288, en cambio, describen un equipo de mezclado en el que el fluido que se desea tratar fluye hacia dentro desde el fondo y fluye hacia fuera desde la parte superior, y se interpone una hélice entre la entrada y la salida. Los mezcladores y el equipo descritos en los documentos de patente mencionados anteriormente no pueden superar los inconvenientes y limitaciones ilustrados anteriormente. Patent documents US2577856 and US3737288, on the other hand, describe mixing equipment in which the fluid to be treated flows in from the bottom and flows out from the top, and a propeller is interposed between the inlet and the exit. The mixers and equipment described in the aforementioned patent documents cannot overcome the drawbacks and limitations illustrated above.
El documento GB-A-2 136304 describe un sistema de mezclado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de mezclado para la introducción de sustancias químicas en un fluido que se desea tratar, que pueda superar los inconvenientes y limitaciones de la técnica conocida, antes mencionados. Más concretamente, es un objeto de la invención proporcionar un sistema de mezclado que permita reducir drásticamente el uso de agua para la preparación de un polielectrolito apto para ser introducido en el flujo de fluido residual que se desea tratar.Document GB-A-2 13 6304 describes a mixing system according to the preamble of claim 1. The object of the present invention is to provide a mixing system for the introduction of chemical substances into a fluid to be treated, which can overcome the aforementioned drawbacks and limitations of the prior art. More specifically, it is an object of the invention to provide a mixing system that drastically reduces the use of water for the preparation of a polyelectrolyte suitable for being introduced into the residual fluid flow to be treated.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de mezclado que favorezca la reducción del consumo de energía en los procesos de tratamiento de aguas residuales.Another object of the invention is to provide a mixing system that favors the reduction of energy consumption in wastewater treatment processes.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de mezclado que mejore la retención de agua de los lodos, aumentando así la cantidad de producto seco que se puede obtener a partir de los lodos.Another object of the invention is to provide a mixing system that improves the water retention of the sludge, thus increasing the amount of dry product that can be obtained from the sludge.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de mezclado que pueda reducir los tiempos de espera para el inicio de la acción del polímero en solución sobre el fluido que se desea tratar, mejorando consecuentemente la eficacia del propio polímero.Another object of the invention is to provide a mixing system that can reduce waiting times for the start of the action of the polymer in solution on the fluid to be treated, consequently improving the effectiveness of the polymer itself.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de mezclado que sea compacto y que pueda instalarse fácilmente también en plantas de depuración o tratamiento de aguas residuales o plantas de secado de lodos ya existentes.Another object of the invention is to provide a mixing system that is compact and can be easily installed also in already existing sewage treatment or purification plants or sludge drying plants.
Otro objeto de la invención es proporcionar un sistema de mezclado que limite la proliferación de bacterias en los mismos polielectrolitos.Another object of the invention is to provide a mixing system that limits the proliferation of bacteria in the same polyelectrolytes.
La tarea y los objetos ilustrados anteriormente se cumplen mediante un sistema de mezclado para la introducción de sustancias químicas en un fluido que se desea tratar según la reivindicación 1. The task and the objects illustrated above are fulfilled by a mixing system for the introduction of chemical substances in a fluid to be treated according to claim 1 .
Otras características del sistema de mezclado según la reivindicación 1 se describen en las reivindicaciones dependientes.Other features of the mixing system according to claim 1 are described in the dependent claims.
El objetivo y los objetos ilustrados anteriormente, junto con las ventajas que se describen a continuación, se destacan en la descripción de dos realizaciones de la invención, que se proporcionan a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:The aim and objects illustrated above, together with the advantages described below, are highlighted in the description of two embodiments of the invention, which are given by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:
- La figura 1 muestra una vista en sección lateral esquemática de una primera realización de un sistema de mezclado según la invención;Figure 1 shows a schematic side sectional view of a first embodiment of a mixing system according to the invention;
- La figura 2 muestra una vista en sección lateral esquemática de una segunda realización de un sistema de mezclado según la invención.Figure 2 shows a schematic side sectional view of a second embodiment of a mixing system according to the invention.
Con referencia a la figura 1, en el contexto de una primera realización, un sistema de mezclado según la invención se indica mediante el número 10.With reference to Figure 1, in the context of a first embodiment, a mixing system according to the invention is indicated by the number "10" .
Dicho sistema de mezclado 10 comprende:Said mixing system 10 comprises:
- un recipiente 11 que comprende una pared 12 externa, una pared 13 interna, un fondo 14 y una tapa 15,- a container 11 comprising an external wall 12 , an internal wall 13 , a bottom 14 and a lid 15 ,
- dos cámaras de mezclado concéntricas, una primera cámara 16 central definida dentro de la pared 13 interna y una segunda cámara 17 definida fuera de la pared 13 interna, estando la primera cámara 16 y la segunda cámara 17 en comunicación entre sí, - two concentric mixing chambers, a first central chamber 16 defined inside the internal wall 13 and a second chamber 17 defined outside the internal wall 13 , the first chamber 16 and the second chamber 17 being in communication with each other,
- un conducto 19 de entrada para un fluido que se desea tratar, configurado para introducir dicho fluido desde el exterior en dicha primera cámara 16, - an inlet conduit 19 for a fluid to be treated, configured to introduce said fluid from the outside into said first chamber 16 ,
- un conducto 20 de salida para el fluido tratado, estando configurado dicho conducto 20 de salida para permitir la salida de dicho fluido desde dicha segunda cámara 17 al exterior de dicho recipiente 11, estando configurados dicho conducto 19 de entrada, primera cámara 16, segunda cámara 17 y conducto 20 de salida para definir una trayectoria 30 de mezclado laberíntica, - an outlet conduit 20 for the treated fluid, said outlet conduit 20 being configured to allow said fluid to exit from said second chamber 17 to the outside of said container 11 , said inlet conduit 19 being configured, first chamber 16 , second chamber 17 and outlet duct 20 to define a labyrinthine mixing path 30 ,
- palas 18 agitadoras situadas dentro de la primera cámara 16, operadas por medios de accionamiento a través de un eje 21 de rotación, - stirring blades 18 located inside the first chamber 16 , operated by drive means through a rotation shaft 21 ,
- al menos un pasaje 22 de inyección para la introducción de un aditivo químico en uno o más puntos de la trayectoria 30 de mezclado laberíntica. - at least one injection passage 22 for the introduction of a chemical additive at one or more points of the labyrinthine mixing path 30 .
En el presente ejemplo de realización, debe entenderse que la segunda cámara 17 tiene forma de anillo.In the present exemplary embodiment, it should be understood that the second chamber 17 is ring-shaped.
La trayectoria 30 de mezclado laberíntica se indica mediante flechas que muestran esquemáticamente las posibles trayectorias del fluido que se está tratando entre el conducto 19 de entrada y el conducto 20 de salida. The labyrinthine mixing path 30 is indicated by arrows showing schematically the possible paths of the fluid being treated between the inlet conduit 19 and the outlet conduit 20 .
Los medios de accionamiento comprenden, por ejemplo y no exclusivamente, un motor 35 configurado para configurar el eje 21 de rotación giratorio.The drive means comprise, for example and not exclusively, a motor 35 configured to configure the rotary axis 21 to rotate.
Dicho eje 21 de rotación lleva las palas 18 agitadoras.Said axis of rotation 21 carries the stirring blades 18 .
El eje de rotación del eje 21 de rotación es paralelo a la dirección de extensión de la pared 13 interna.The axis of rotation of the axis of rotation 21 is parallel to the direction of extension of the inner wall 13 .
Más específicamente, en el presente ejemplo no limitativo de realización de la invención, la pared 12 externa tiene forma cilíndrica.More specifically, in the present non-limiting example of embodiment of the invention, the external wall 12 has a cylindrical shape.
En el presente ejemplo no limitativo de realización de la invención, también la pared 13 interna tiene forma cilíndrica. Más específicamente, la segunda cámara 17 rodea la primera cámara 16. Más específicamente, la segunda cámara 17 es concéntrica y coaxial con la primera cámara 16.In the present non-limiting example of embodiment of the invention, the internal wall 13 also has a cylindrical shape. More specifically, the second chamber 17 surrounds the first chamber 16 . More specifically, the second chamber 17 is concentric and coaxial with the first chamber 16 .
El conducto 19 de entrada se sitúa debajo del conducto 20 de salida con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado 10.The inlet duct 19 is located below the outlet duct 20 with respect to a use configuration of the mixing system 10 .
Las palas 18 agitadoras comprenden un primer grupo de palas 18a posicionado en el extremo inferior del eje 21 de rotación.The stirring blades 18 comprise a first group of blades 18a positioned at the lower end of the axis of rotation 21 .
Más concretamente, dicho primer grupo de palas 18a se posiciona debajo del conducto 19 de entrada con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado 10.More specifically, said first group of blades 18a is positioned below the inlet duct 19 with respect to a use configuration of the mixing system 10 .
Debe entenderse que dicho primer grupo de palas 18a puede disponerse también en otra posición a lo largo del eje 21 de rotación.It should be understood that said first group of blades 18a can also be arranged in another position along the axis of rotation 21 .
Debe entenderse que las palas 18 agitadoras pueden estar constituidas por un solo grupo de palas 18a.It should be understood that the agitator blades 18 may be made up of a single group of blades 18a .
En dicho ejemplo de realización, las palas 18 agitadoras comprenden también un segundo grupo de palas 18b posicionado en una zona central del eje 21 de rotación.In said exemplary embodiment, the stirring blades 18 also comprise a second group of blades 18b positioned in a central area of the axis of rotation 21 .
Más específicamente, dicho segundo grupo de palas 18b se posiciona encima del conducto 19 de entrada con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado 10. La primera cámara 16 y la segunda cámara 17 están en comunicación entre sí a través de al menos una abertura 37 de paso definida al nivel de un extremo de la pared 13 interna.More specifically, said second group of blades 18b is positioned above the inlet duct 19 with respect to a use configuration of the mixing system 10 . The first chamber 16 and the second chamber 17 are in communication with each other through at least one passage opening 37 defined at one end of the internal wall 13 .
Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una primera abertura 37 de paso está definida por un espacio de recirculación inferior entre un extremo inferior 13a de la pared 13 interna y el fondo 14. Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una segunda abertura 38 de paso está definida por un espacio de recirculación superior entre un extremo superior 13b de la pared 13 interna y la tapa 15. En una variante de realización, no ilustrada por cuestiones de simplicidad, la primera cámara 16 y la segunda cámara 17 están en comunicación solo a través de una abertura 37 de paso inferior; en dicha variante el extremo 13b superior de la pared 13 interna está en contacto con la tapa 15 y no hay abertura 38 de paso superior.More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a first passage opening 37 is defined by a lower recirculation space between a lower end 13a of the internal wall 13 and the bottom 14 . More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a second passage opening 38 is defined by an upper recirculation space between an upper end 13b of the internal wall 13 and the lid 15 . In a variant embodiment, not illustrated for reasons of simplicity, the first chamber 16 and the second chamber 17 are in communication only through a lower passage opening 37 ; in said variant the upper end 13b of the internal wall 13 is in contact with the cover 15 and there is no opening 38 for upper passage.
En otra variante de realización, tampoco ilustrada por cuestiones de simplicidad, la primera cámara 16 y la segunda cámara 17 están en comunicación solo a través de una abertura 38 de paso superior; en dicha variante el extremo 13a inferior de la pared 13 interna está en contacto con el fondo 14 y no hay abertura 37 de paso inferior.In another embodiment variant, also not illustrated for reasons of simplicity, the first chamber 16 and the second chamber 17 are in communication only through an upper passage opening 38 ; in said variant the lower end 13a of the internal wall 13 is in contact with the bottom 14 and there is no opening 37 for lower passage.
En dicha variante de realización adicional, el conducto 19 de entrada y el conducto 20 de salida se posicionan ambos ventajosamente cerca del fondo 14 con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado 10.In said additional embodiment variant, the inlet duct 19 and the outlet duct 20 are both advantageously positioned near the bottom 14 with respect to a use configuration of the mixing system 10 .
El sistema de mezclado 10 comprende un elemento 40 de desviación de flujo configurado para desviar el fluido que fluye fuera de la primera cámara 16 hacia la segunda cámara 17.Mixing system 10 comprises a flow diversion element 40 configured to divert fluid flowing out of first chamber 16 into second chamber 17 .
Dicho elemento 40 de desviación de flujo está situado en el fondo 14.Said flow diversion element 40 is located at the bottom 14 .
Dicho elemento 40 de desviación de flujo está constituido por un cuerpo en forma de cono o cono truncado, configurado para desviar el flujo hacia el exterior en dirección radial, donde el término 'radial' se entiende con respecto a una dirección axial del eje de simetría de la pared 13 interna, donde el flujo fluye hacia abajo desde la primera cámara 16. El al menos un pasaje 22 de inyección comprende una primera tubería 22a de inyección conectada directamente al conducto 19 de entrada.Said flow diversion element 40 is constituted by a body in the form of a cone or truncated cone, configured to deflect the flow outwards in a radial direction, where the term 'radial' is understood with respect to an axial direction of the axis of symmetry of the internal wall 13 , where the flow flows downwards from the first chamber 16 . The at least one injection passage 22 comprises a first injection pipe 22a connected directly to the inlet duct 19 .
Dicho al menos un pasaje 22 de inyección comprende, además, una segunda tubería 22b de inyección conectada directamente a la primera cámara 16 . Said at least one injection passage 22 further comprises a second injection pipe 22b directly connected to the first chamber 16 .
Dicho al menos un pasaje 22 de inyección comprende, además de la primera tubería 22a de inyección y la segunda tubería 22b de inyección, una tercera tubería 22c de inyección conectada directamente a la segunda cámara 17. Said at least one injection passage 22 comprises, in addition to the first injection pipe 22a and the second injection pipe 22b , a third injection pipe 22c directly connected to the second chamber 17 .
Una segunda realización de un sistema de mezclado se representa esquemáticamente en la figura 2 y en ella se indica con el número 110.A second embodiment of a mixing system is shown schematically in Figure 2 and is indicated therein by the number 110 .
La característica específica del sistema de mezclado 110 radica en que el recipiente 111, que comprende una pared 112 externa, una pared 113 interna, un fondo 114 y una tapa 115, comprende también una pared 150 intermedia. The specific feature of the mixing system 110 is that the container 111 , which comprises an external wall 112 , an internal wall 113 , a bottom 114 and a lid 115 , also comprises an intermediate wall 150 .
Dicha pared 150 intermedia define, junto con la pared 112 externa y la pared 113 interna, tres cámaras de mezclado concéntricas, una primera cámara 116 central definida dentro de la pared 113 interna, una segunda cámara 117 intermedia que rodea la primera cámara 116 y una tercera cámara 153 externa que rodea la segunda cámara 117. Said intermediate wall 150 defines, together with the external wall 112 and the internal wall 113 , three concentric mixing chambers, a first central chamber 116 defined within the internal wall 113 , a second intermediate chamber 117 surrounding the first chamber 116 and a external third chamber 153 surrounding the second chamber 117 .
En dicha segunda realización del sistema de mezclado 110 según la invención:In said second embodiment of the mixing system 110 according to the invention:
- la primera cámara 116 y la segunda cámara 117 están en comunicación entre sí a través de al menos una abertura 137 de paso definida al nivel de un extremo de la pared 113 interna y, al mismo tiempo,- the first chamber 116 and the second chamber 117 are in communication with each other through at least one passage opening 137 defined at the level of one end of the internal wall 113 and, at the same time,
- la segunda cámara 117 y la tercera cámara 153 están en comunicación entre sí a través de al menos una abertura 154 de paso definida al nivel de un extremo de la pared 150 intermedia.- the second chamber 117 and the third chamber 153 are in communication with each other through at least one passage opening 154 defined at one end of the intermediate wall 150 .
Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una primera abertura 137 de paso entre la primera cámara 116 y la segunda cámara 117 está definida por un espacio de recirculación superior entre un extremo 113a superior de la pared 113 interna y la tapa 115.More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a first passage opening 137 between the first chamber 116 and the second chamber 117 is defined by an upper recirculation space between an upper end 113a of the internal wall 113 and the cover 115 .
Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una segunda abertura 138 de paso entre la primera cámara 116 y la segunda cámara 117 está definida por un espacio de recirculación inferior entre un extremo 113b inferior de la pared 113 interna y el fondo 114.More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a second passage opening 138 between the first chamber 116 and the second chamber 117 is defined by a lower recirculation space between a lower end 113b of the internal wall 113 and the bottom 114 .
Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una primera abertura 154 de paso entre la segunda cámara 117 y la tercera cámara 153 está definida por un espacio de recirculación inferior entre un extremo 150a inferior de la pared 150 intermedia y el fondo 114.More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a first passage opening 154 between the second chamber 117 and the third chamber 153 is defined by a lower recirculation space between a lower end 150a of the intermediate wall 150 and the bottom 114 .
Más específicamente, pero no exclusivamente, en dicho ejemplo de realización una segunda abertura 155 de paso entre la segunda cámara 117 y la tercera cámara 153 está definida por un espacio de recirculación superior entre un extremo 150b superior de la pared 150 intermedia y la tapa 115.More specifically, but not exclusively, in said embodiment, a second passage opening 155 between the second chamber 117 and the third chamber 153 is defined by an upper recirculation space between an upper end 150b of the intermediate wall 150 and the cover 115 .
En una variante de realización, no ilustrada por cuestiones de simplicidad, la primera cámara 116 y la segunda cámara 117 están en comunicación solo a través de una abertura 137 de paso superior, y la segunda cámara 117 y la tercera cámara 153 están en comunicación solo a través de una abertura 154 de paso inferior.In a variant embodiment, not illustrated for reasons of simplicity, the first chamber 116 and the second chamber 117 are in communication only through an upper passage opening 137 , and the second chamber 117 and the third chamber 153 are in communication only. through a lower passage opening 154 .
En otra variante de realización, tampoco ilustrada por cuestiones de simplicidad, la primera cámara 116 y la segunda cámara 117 están en comunicación solo a través de una abertura 138 de paso inferior, y la segunda cámara 117 y la tercera cámara 153 están en comunicación solo a través de una abertura 155 de paso superior.In another embodiment variant, also not illustrated for reasons of simplicity, the first chamber 116 and the second chamber 117 are in communication only through a lower passage opening 138 , and the second chamber 117 and the third chamber 153 are in communication only. through an upper passage opening 155 .
En dicha variante de realización adicional, el conducto de entrada 119 y el conducto de salida 120 están posicionados ambos ventajosamente cerca del fondo 114 con respecto a una configuración de uso del sistema de mezclado 110. In said additional embodiment variant, the inlet duct 119 and the outlet duct 120 are both advantageously positioned near the bottom 114 with respect to a use configuration of the mixing system 110 .
El sistema de mezclado 110 comprende un elemento 140 de desviación de flujo configurado para desviar el fluido que fluye fuera de la primera cámara 116 o la segunda cámara 117 hacia la tercera cámara 153.Mixing system 110 comprises a flow diversion element 140 configured to divert fluid flowing out of first chamber 116 or second chamber 117 into third chamber 153 .
Dicho elemento 140 de desviación de flujo está situado en el fondo 114.Said flow diversion element 140 is located at the bottom 114 .
Dicho elemento 140 de desviación de flujo está constituido por un cuerpo en forma de cono o cono truncado, configurado para desviar el flujo hacia el exterior en dirección radial.Said flow diversion element 140 is constituted by a body in the shape of a cone or truncated cone, configured to deflect the flow outwards in a radial direction.
De manera análoga a lo que se ha descrito anteriormente con referencia a la primera realización de la invención, el sistema de mezclado 110 comprende un pasaje 122 de inyección para la introducción de un aditivo químico en uno o más puntos de la trayectoria 130 de mezclado laberíntica.Analogous to what has been described above with reference to the first embodiment of the invention, the mixing system 110 comprises an injection passage 122 for the introduction of a chemical additive at one or more points of the labyrinthine mixing path 130 .
Según su primera realización ilustrada en la figura 1, el sistema de mezclado 10 funciona de tal manera que el fluido que se desea tratar, por ejemplo el lodo, fluye hacia la primera cámara 16 a través del conducto 19 de entrada y, gracias a la gravedad y a la acción de las palas 18 agitadoras, fluye hacia abajo, hacia la abertura 37 de paso, en la que se desvía hacia arriba dentro de la segunda cámara 17; mientras fluye hacia arriba a lo largo de la segunda cámara 17 el fluido tratado se encuentra con el conducto 20 de salida y se transporta a este.According to its first embodiment illustrated in Figure 1, the mixing system 10 works in such a way that the fluid to be treated, for example the sludge, flows into the first chamber 16 through the inlet duct 19 and, thanks to the gravity and to the action of the stirring blades 18 , it flows downwards, towards the passage opening 37 , where it deflects upwards into the second chamber 17; while flowing upwards along the second chamber 17 the treated fluid meets the outlet conduit 20 and is conveyed to it.
Se inyecta un aditivo químico, por ejemplo poliacrilamida catiónica, en el fluido que se desea tratar durante su paso por dicha trayectoria 30 de mezclado laberíntica. A chemical additive, for example cationic polyacrylamide, is injected into the fluid to be treated during its passage through said labyrinthine mixing path 30 .
Según su segunda realización ilustrada en la figura 2, el sistema de mezclado 110 opera de tal manera que el fluido que se desea tratar fluye hacia la primera cámara 116 a través del conducto 119 de entrada y se transporta hacia arriba gracias a la acción de las palas 118 agitadoras.According to its second embodiment illustrated in Figure 2, the mixing system 110 operates in such a way that the fluid to be treated flows into the first chamber 116 through the inlet duct 119 and is transported upwards thanks to the action of the 118 stirring blades.
Sucesivamente, el fluido sigue una trayectoria 130 de mezclado laberíntica en la que pasa a través de las tres cámaras, la primera 116, la segunda 117 y la tercera 153 y, de esta última, pasa al conducto 120 de salida.Successively, the fluid follows a labyrinthine mixing path 130 in which it passes through the three chambers, the first 116 , the second 117 and the third 153 and, from the latter, passes to the outlet duct 120 .
Prácticamente se ha demostrado que el sistema de mezclado 10 y 110 según la invención cumple su cometido y logra los objetivos establecidos.It has practically been shown that the mixing system 10 and 110 according to the invention fulfills its task and achieves the stated objectives.
De hecho, la invención proporciona un sistema de mezclado gracias al cual el fluido que se desea tratar y el aditivo químico se mezclan sin necesidad de preparar el aditivo químico, es decir, diluirlo, previamente en tanques de agua costosos y voluminosos, reduciendo drásticamente el consumo de agua.In fact, the invention provides a mixing system thanks to which the fluid to be treated and the chemical additive are mixed without the need to prepare the chemical additive, that is, to dilute it, previously in expensive and voluminous water tanks, drastically reducing the water consumption.
El aditivo químico, por ejemplo un polímero floculante catiónico, se activa cuando entra en contacto directo con un fluido que se desea tratar, y esto ocurre directamente en el interior de la primera, la segunda y, si es necesario, la tercera cámara. Además, la invención proporciona un sistema de mezclado que, gracias al efecto de agitación producido por las palas agitadoras, mejora la efectividad y la eficiencia del aditivo químico; por ejemplo, en el caso de lodos orgánicos, en los que el lodo tiene una membrana superficial apolar, la fuerte acción de agitación favorece la rotura de dicha membrana y hace disponibles sitios aniónicos; la introducción y el mezclado con un polielectrolito catiónico hacen que los sitios aniónicos reaccionen con el polielectrolito catiónico liberando moléculas de agua, lo que favorece una mayor separación de la fracción sólida del fluido que se desea tratar de la fracción líquida.The chemical additive, for example a cationic flocculant polymer, is activated when it comes into direct contact with a fluid to be treated, and this occurs directly inside the first, second and, if necessary, the third chamber. In addition, the invention provides a mixing system that, thanks to the stirring effect produced by the stirring blades, improves the effectiveness and efficiency of the chemical additive; for example, in the case of organic sludge, in which the sludge has a nonpolar surface membrane, the strong action of agitation favors the rupture of said membrane and makes available anionic sites; the introduction and mixing with a cationic polyelectrolyte cause the anionic sites to react with the cationic polyelectrolyte, releasing water molecules, which favors a greater separation of the solid fraction of the fluid to be treated from the liquid fraction.
Por tanto, la invención proporciona un sistema de mezclado que permite reducir drásticamente el uso de agua en la preparación de un polielectrolito destinado a ser introducido en un flujo de fluido residual que se desea tratar.Therefore, the invention provides a mixing system that makes it possible to drastically reduce the use of water in the preparation of a polyelectrolyte destined to be introduced into a residual fluid flow that it is desired to treat.
Además de lo anterior, la invención proporciona un sistema de mezclado que favorece la reducción del consumo energético en los procesos de tratamiento de aguas residuales, puesto que ya no es necesario gestionar un tanque de mezclado y almacenamiento y la eficiencia en cuanto a separación de la fracción seca de la fracción líquida se mejora en comparación con los sistemas de tratamiento conocidos.In addition to the above, the invention provides a mixing system that favors the reduction of energy consumption in wastewater treatment processes, since it is no longer necessary to manage a mixing and storage tank and the efficiency in terms of separation of the dry fraction of the liquid fraction is improved compared to known treatment systems.
De hecho, la invención proporciona un sistema de mezclado que mejora la retención de agua de los lodos, aumentando así la cantidad de producto seco que se puede obtener.In fact, the invention provides a mixing system that improves the water retention of the sludge, thus increasing the amount of dry product that can be obtained.
Además, la invención proporciona un sistema de mezclado que es capaz de reducir los tiempos de espera antes del inicio de la acción del polímero en solución sobre el fluido que se desea tratar, mejorando consecuentemente la eficacia del propio polímero; esto se ha obtenido introduciendo el aditivo químico directamente en el fluido que se desea tratar y sometiendo ambos a una acción de mezclado producida por las palas agitadoras.In addition, the invention provides a mixing system that is capable of reducing waiting times before the start of the action of the polymer in solution on the fluid to be treated, consequently improving the efficiency of the polymer itself; This has been obtained by introducing the chemical additive directly into the fluid to be treated and subjecting both to a mixing action produced by the agitator blades.
Además, la invención proporciona un sistema de mezclado compacto que puede instalarse fácilmente también en sistemas de depuración o tratamiento de aguas residuales o sistemas de secado de lodos existentes.Furthermore, the invention provides a compact mixing system that can be easily installed also in existing sewage treatment or purification systems or sludge drying systems.
Además, la invención proporciona un sistema de mezclado que limita la proliferación de bacterias sobre los propios polielectrolitos, gracias a la introducción directa de los citados polielectrolitos directamente en el fluido que se desea tratar, sin prever un periodo de almacenamiento antes de su uso.In addition, the invention provides a mixing system that limits the proliferation of bacteria on the polyelectrolytes themselves, thanks to the direct introduction of said polyelectrolytes directly into the fluid to be treated, without foreseeing a storage period before use.
En la práctica, se puede utilizar cualquier componente y cualquier material, siempre que sea compatible con el uso previsto, y se puede seleccionar cualquier forma y tamaño, de acuerdo con las necesidades y el estado de la técnica. In practice, any component and any material can be used, as long as it is compatible with the intended use, and any shape and size can be selected, according to the needs and the state of the art.
Cuando las características y técnicas mencionadas en cualquiera de las reivindicaciones van seguidas de signos de referencia, debe entenderse que estos signos de referencia se utilizan únicamente con el fin de facilitar la comprensión de las reivindicaciones, por lo que estos signos de referencia no tienen ningún efecto limitativo. sobre la interpretación de cada elemento identificado a modo de ejemplo por los citados signos de referencia. When the characteristics and techniques mentioned in any of the claims are followed by reference signs, it should be understood that these reference signs are used solely for the purpose of facilitating the understanding of the claims, so that these reference signs have no effect. limitative. on the interpretation of each element identified by way of example by the aforementioned reference signs.
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