COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN DEL AGUA - USAL

1 coagulaci N Y floculaci N DEL agua Degr mont 1. GENERALIDADES La peque a dimensi n de las part culas coloidales presentes en un agua , as como la existencia de cargas negativas repartidas en su superficie, dan lugar a una gran estabilidad de las suspensiones coloidales 1. En el campo del tratamiento de aguas, la coagulaci n es, por definici n, el fen meno de desestabilizaci n de las part culas coloidales, que puede conseguirse especialmente por medio de la neutralizaci n de sus cargas el ctricas. Se llama coagulante al producto utilizado para esta neutralizaci n.

2 La agrupaci n de las part culas descargadas, al ponerse en contacto unas con otras, constituye la floculaci n, que da lugar a la formaci n de fl culos capaces de ser retenidos en una fase posterior del tratamiento del agua . Algunos productos pueden favorecer la formaci n del fl culo; a stos se les llama floculantes. La separaci n s lido-l quido, del fl culo formado y del agua , puede hacerse por filtraci n, por decantaci n o flotaci n, seguidas o no de filtraci n. La coagulaci n y la floculaci n intervienen generalmente en el tratamiento de aguas destinadas al abastecimiento p blico y en la preparaci n de aguas industriales de fabricaci n.

3 Con estos procedimientos se consigue la neutralizaci n de los coloides del agua y su adsorci n en la superficie de los precipitados formados en el proceso de floculaci n. Tambi n pueden adsorberse sobre el fl culo ciertas sustancias disueltas (materia org nica, contaminantes ). En el tratamiento de aguas residuales urbanas, con frecuencia es tal la concentraci n de materia en suspensi n que puede conseguirse una floculaci n mediante simple agitaci n. Con el fin de favorecer la eliminaci n de la contaminaci n coloidal, puede introducirse un coagulante.

4 Las aguas residuales industriales presentan composiciones muy variables, seg n la industria considerada. En algunos casos, el agua contiene un constituyente capaz de flocular por simple agitaci n o que lo hace mediante la adici n de un floculante; otras veces, es necesario utilizar un coagulante que de origen a un precipitado que pueda flocularse a continuaci n. 2. coagulaci N La coagulaci n consiste en introducir en el agua un producto capaz: de neutralizar la carga de los coloides generalmente electronegativos, presentes en el agua , de formar un precipitado.

5 Este producto se conoce con el nombre de coagulante Principales coagulantes Los coagulantes principalmente utilizados son sales de aluminio o de hierro. En algunos casos, pueden utilizarse igualmente productos de s ntesis, tales como los polielectr litos cati nicos. La sal met lica act a sobre los coloides del agua por medio del cati n, que neutraliza las cargas negativas antes de precipitar. Al polielectr lito cati nico se le llama as porque lleva cargas positivas que neutralizan directamente los coloides negativos. Los polielectr litos cati nicos se emplean generalmente junto con una sal met lica, en cuyo caso permiten una importante reducci n de la dosis de dicha sal que habr a sido preciso utilizar.

6 Puede llegarse incluso a suprimir completamente la sal met lica, con lo que se consigue reducir notablemente el volumen de fango producido. SALES DE ALUMINIO 1. Sulfato de aluminio (forma l quida o s lida): Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 6 CO2 Dosis: en clarificaci n, 10 a 150 g/m3 (expresada en producto comercial) seg n la calidad del agua bruta. En tratamiento de aguas residuales , de 100 a 300 g/m3, seg n la calidad del agua residual y la exigencia de calidad. 2. Cloruro de aluminio (forma l quida): De empleo excepcional.

7 2 AlCl3 + 3 ca(HCO3)2 2 Al(OH)3 + 3 Ca Cl2 + 6 CO2 3. Sulfato de aluminio + cal: Al2 (SO4)3 + 3 Ca(OH)2 3 CaSO4 + 2 Al (OH)3 Dosis: en clarificaci n, se necesita, de cal Ca(OH)2, un tercio de la dosis de sulfato de al mina comercial Al2 (SO4)3, 18 H2O. En tratamiento de aguas residuales urbanas, se necesitan 100 a 200 g/m3 de cal por 150 a 500 g/m3 de sulfato de al mina comercial. 4. Sulfato de aluminio + sosa c ustica: Al2 (SO4)3 + 6 NaOH 2 Al (OH)3 + 3 Na2SO4 Dosis: En clarificaci n, se necesita, de sosa c ustica NaOH, el 36 % de la dosis de sulfato de aluminio comercial Al2 (SO4)3, 18 H2O.

8 5. Sulfato de aluminio + carbonato s dico: Al2 (SO4)3+ 3 Na2CO3 + 3 H2O 2 Al(OH)3 + 3 NaSO4 + 3 CO2 Al2 (SO4)3+ 6 Na2CO3 + 6 H2O 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 NaHCO3 Dosis: Se necesita, de sosa Solvay, entre el 50 y el 100% de la dosis de sulfato de aluminio comercial Al2 (SO4)3, 18 H2O. 6. Aluminato s dico: NaAlO2 + Ca(HCO3)2 + H2O Al(OH)3 + CaCO3 + NaHCO3 2 NaAlO2 + 2 CO2 + 4 H2O 2 NaHCO3 + Al(OH)3 Dosis: En clarificaci n, 5 a 50 g/m3 de reactivo comercial del 50 % de Al2O3. 7. Pol meros de aluminio: En ciertas condiciones, las sales de aluminio pueden condensarse, llegando a la formaci n de pol meros capaces de coagular y flocular.

9 Se forma as el policloruro b sico de aluminio (PCBA), neutralizando progresivamente con sosa una soluci n de cloruro de aluminio. Se obtienen pol meros de la forma Al6(OH)6+12 a Al54(OH)8+144, cuyas propiedades coagulantes y floculantes son excepcionales. El PCBA ha de prepararse en el mismo lugar de su utilizaci n (procedimiento patentado). Por el contrario, otros productos (comercializados con diversas marcas, tales como WAC) pueden prepararse y almacenarse durante un largo per odo, como consecuencia de la estabilidad aportada al pol mero por la adici n de diversos productos (aniones de cidos fuertes, como ).

10 SALES DE HIERRO 1. Cloruro f rrico (generalmente en forma l quida, a veces cristalizado) 2 FeCl3 + 3 Ca(HCO3)2 3 CaCl2 + 2 Fe(OH)3 + 6 CO2 Dosis: En clarificaci n, 5 a 150 g/m3 de cloruro f rrico comercial FeCl3, 6 H2O. En tratamiento de aguas residuales urbanas, 100 a 500 g/m3 de cloruro f rrico comercial FeCl3, 6 H2O. 2. Cloruro f rrico + cal: 2 FeCl3 + 3 Ca(OH)2 3 CaCl2 + 2 Fe (OH)3 Dosis: En tratamiento de aguas residuales urbanas, se necesitan 100 a 800 g/m3 de cal para dosis de 100 a 600 g/m3 de cloruro f rrico comercial FeCl3, 6 H2O.