MEZCLA RAPIDA

MEZCLA RAPIDA

INTRODUCCINLos mezcladores tienen como objetivo La dispersin instantnea del coagulante en toda la masa de agua que se va a tratar. Esta dispersin debe ser lo ms homognea posible, con el objeto de desestabilizar todas las partculas presentes en el agua y optimizar el proceso de coagulacin. La coagulacin es el proceso ms importante en una planta de filtracin rpida; de ella depende la eficiencia de todo el sistema. No importa que los dems procesos siguientes sean muy eficientes; si la coagulacin es defectuosa, la eficiencia final del sistema es baja.La eficiencia de la coagulacin depende de la dosificacin y de la mezcla rpida. En la unidad de mezcla la aplicacin del coagulante debe ser constante y distribuirse de manera uniforme en toda la seccin. Debe existir una fuerte turbulencia para que la mezcla del coagulante y la masa de agua se d en forma instantnea.La mezcla rpida puede realizarse aprovechando la turbulencia provocada por dispositivos hidrulicos o mecnicos.

PARMETROS GENERALES DE DISEOLa intensidad de agitacin, medida a travs del gradiente de velocidad, puede variar de 700 a 1.300 s-1 o de 3.000 a 5.000 segn el tipo de unidad seleccionada.El tiempo de retencin puede variar de dcimas de segundos a siete segundos, dependiendo de la concentracin de coloides en el agua por tratar y del tipo de unidad seleccionada. De la concentracin de coloides presente en el agua depender el tipo de mecanismo de coagulacin resultante; esto es:alta concentracin de coloides mecanismo de absorcin o de neutralizacin de cargas.baja concentracin de coloides mecanismo de barrido.

Mezcla rpida en resalto hidrulico:

Los resaltos producidos en canales rectangulares por cambio de declive, en vertederos y en canaletas Parshall, son muy utilizados como dispositivos de mezcla rpida.

Para que exista resalto es necesario que las profundidades del agua inmediatamente antes y despus del resalto, h1 y h2, satisfagan la siguiente relacin:

Mezcla rpida en resalto hidrulico:

Mezcla rpida en resalto hidrulico:U1 y Fr1 son la velocidad y el nmero de Froude correspondientes a la seccin (1), de acuerdo al valor que adquiera Fr1, se tienen los siguientes tipos de resalto: Fr1 = 1: El flujo es crtico, no se forma resalto.Fr1 = 1,0 a 1,7: Resalto ondulado, la superficie del agua presenta ondulaciones.Fr1 = 1,7 a 2,5: Resalto dbil, se desarrolla una leve turbulencia superficial, baja prdida de energa.Fr1 = 2,5 a 4,5: Resalto oscilante, el flujo aguas arriba penetra en el frente turbulento del resalto con un chorro oscilante que genera ondas de perodo irregular.Fr1 = 4,5 a 9,0: Resalto estable o permanente, el resalto es fuerte y de forma estable, libre de ondulaciones irregulares.Fr1 > 9,0: Resalto fuerte, gran turbulencia y gradualmente encrespado a medida que aumenta Fr1.

Mezcla rpida en resalto hidrulico:El tipo de resalto que da mejores condiciones para la mezcla rpida es el estable (nmero de Froude entre 4,5 y 9,0), y en menor medida el resalto dbil. Los resaltos ondulados y oscilantes no son favorables para la efectividad del proceso.En el volumen de agua comprendido entre las secciones (1) y (2) de extensin L del resalto, se disipa energa hidrulica en forma de prdida de carga, que se determina por la frmula de Blanger:

Mezcla rpida en resalto hidrulico:Para nmeros de Froude iguales o mayores a 4,5, la longitud L del resalto se determina por la frmula de Smetana:

L = 6 (h2 h1) 6,1 h2

Para resalto dbil, con nmeros de Froude entre 1,7 a 2,5, la extensin del resalto se estima por la frmula de Safranez: L = 4,5 h2

Mezcla rpida en resalto hidrulico:Conocida la extensin L del resalto se determina el tiempo de retencin del agua en el resalto, considerando las velocidades en las secciones (1) y (2):

U1 = Velocidad en la seccin (1)U2 = Velocidad en la seccin (2)El gradiente de velocidad se determina considerando la energa disipada en el resalto de longitud L en el tiempo T.

Resalto en Canaleta Parshall:La canaleta Parshall consiste en un segmento de canal con cambio rpido de pendientes y constriccin en el punto llamado garganta, donde se produce un resalto hidrulico. Normalmente se utiliza con la doble finalidad de medir el caudal afluente y realizar la mezcla rpida.

Resalto en Canaleta Parshall:Debe cumplir con los siguientes propsitos:Que no trabaje ahogada , o sea que la relacin Hb/Ha no exceda los siguientes valores:

Ancho de GargantaMxima sumergencia (Hb/Ha)7,5 (3) a 22,9 (9)0,630,5 (1) a 244 (8)0,7305 (10) a 1525 (50)0,8

Resalto en Canaleta Parshall:2. Que la relacin Ha/W este entre 0,4 y 0,8. la razn para esta condicin es la de que la turbulencia del resalto no penetra en profundidad dentro de la masa de agua, dejando una capa, bajo el resalto, en que el flujo se transporta con un mnimo de agitacin.3. Que el numero de Froude est comprendido entre estos dos rangos 1,7 a 2,5 o 4,5 a 9,0. debe evitarse nmeros entre 2,5 y 4,5 que produzcan un resalto inestable el cual no permanece en su posicin,lo que dificulta la aplicacin del cuoagulante.