Para la realización del proceso de coagulación y floculación debemos seguir el camino lógico por el cual llegaremos a entender la relevancia de este y el por qué es importante aplicarlo generalmente en los procesos de tratamiento de efluentes.
¿Qué es el tratamiento de efluentes?
Tratar un efluente implica llevarlo de una condición A a una condición B, es decir, transformar los efluentes en un efluente con características que nosotros necesitamos y todo este proceso de transformación es lo que llamamos “tratamiento de efluentes”.
Partículas en el proceso de coagulación y floculación
En todo este proceso de tratamiento hay diferentes partículas y materia a ser removida, dentro de esta materia existen: disuelta y no disuelta; estas últimas son las importantes a considerar para los procesos de coagulación y floculación.
Las partículas no disueltas son partículas de diversos tamaños, estos diversos tamaños pueden ir desde varios centímetros hasta micrómetros o nanómetros de tamaño. Por lo general estas partículas pueden eliminarse esperando a que sedimenten, pero las partículas más pequeñas, llamados coloides, demoran muchísimo tiempo en sedimentar.
Lo más sencillo para poder hacer que estas partículas coloidales puedan removerse es juntarlas para que aumenten su diámetro y así sedimenten mucho más rápido, esto es pues la necesidad de generar flóculos en el agua residual.
Para poder formar los flóculos (o flocs) es importante entender que hay dos pasos fundamentales:
- Desestabilizar las partículas coloidales: Esto es llamado “coagulación” y es básicamente eliminar las cargas eléctricas de los coloides. Los coloides tienen carga eléctrica negativa, por lo general, es fácil entender que cargas similares implican repulsión y lo que nosotros queremos es que se junten; por eso es necesario neutralizar estas cargas.
Los factores que afectan este primer proceso son:
- Dosis óptima
- pH Óptimo
- Alcalinidad
- Concentración del coagulante
- Temperatura
- Concentración de coloides
En el mercado podemos encontrar diversos coagulantes como:
- Sulfato de aluminio
- Cloruro férrico
- Sulfato ferroso
- Sulfato férrico
- Clorosulfato férrico
- Policloruro de Aluminio
- Juntar las partículas coloidales desestabilizadas: Este proceso es llamado normalmente “floculación” y lo podremos lograr agregando movimiento al fluido para que los coloides choquen entre sí y se vayan agrupando.
Los factores que afectan este segundo proceso son:
- Gradiente de velocidad
- Tiempo de agitación
- Variación del gradiente de velocidad
- Temperatura
En el mercado podemos encontrar diversos coagulantes como:
- Sulfato de aluminio
- Cloruro férrico
- Sulfato ferroso
- Sulfato férrico
- Clorosulfato férrico
- Policloruro de Aluminio
En este gráfico podemos ver cómo las variaciones en el gradiente de velocidad afectan directamente en la eficiencia de tratamiento:
Existen ayudantes de la floculación; es decir, insumos químicos que nos facilitan la formación de
flóculos. Estos son llamados polímeros o floculantes.
Entre los tipos de floculantes encontramos:
- Catiónico
- Aniónico
- No iónico
Existen en el mercado diversos tipos de coagulantes y floculantes, desde sólidos hasta líquidos; la elección de nuestro insumo para los procesos depende de varios factores.
Entre los factores para la selección de los insumos químicos tenemos:
- Calidad del agua
- Costo
- Facilidad de compra
- Facilidad de transporte
Ahora que sabemos la existencia de diversos insumos químicos la pregunta que viene a continuación es más que lógica: ¿Cómo saber cuánto dosificar?
No existe ninguna fórmula que nos indique a priori cuánto dosificar; sin embargo, esto podemos
averiguarlo haciendo el test de jarras.
Las pruebas de jarras implican el mantener todo constante excepto las variables a analizar, en estas pruebas el parámetro que nos indicará una mejora es la turbidez.
Las variables para analizar son:
- pH óptimo
- Dosis óptima
- Concentración óptima
Para calcular la dosis óptima se deberá realizar pruebas de coagulación donde se mantendrán todas las variables constantes, excepto la de estudio; es decir, la única variable que modificaremos será la dosis.
El procedimiento para la siguiente prueba es:
- Tener 4 o más muestras de una misma agua residual en las mismas condiciones.
- Adicionar coagulante y realizar un proceso de mezcla rápida
- Esperar 5 minutos luego de la mezcla rápida para la decantación y clarificación del agua residual.
- Medir la turbidez final
Se puede entender mejor el procedimiento de la siguiente manera:
La dosis óptima será aquella que, con menor costo, nos genere un efluente clarificado que cumpla las características requeridas.
De la misma manera que la dosis óptima se hará un estudio para pH óptimo y para concentración óptima.
Para concentración óptima:
Para realizar la dosificación de los equipos se cuentan con diversas metodologías como:
Autor: Ing. Franco Briceño
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