Tanto el tratamiento de agua potable como el de aguas residuales dependen de la floculación y la coagulación.
Todo cuerpo de agua contiene materia en suspensión. Las fuerzas físicas (electricidad estática) que actúan sobre las partículas más diminutas (coloides), las cuales poseen todas una carga negativa cuando están suspendidas en el agua, se resisten entre sí y estabilizan los coloides.
Este artículo profundizará en el uso de coagulantes en sistemas de tratamiento de agua.
¿Qué son la coagulación y la floculación en el tratamiento de agua?
Ambos ofrecen un método fiable para abordar la turbidez del agua, un indicador crucial de la calidad del agua. La turbidez se define como la opacidad o falta de transparencia de un fluido que normalmente es imperceptible a simple vista.
Para superar las fuerzas que mantienen estables las partículas en suspensión, la floculación y la coagulación son dos procesos distintos que se utilizan de forma sucesiva.
Las cargas de las partículas son neutralizadas por la coagulación, pero pueden unirse y aumentar de tamaño mediante la floculación, lo que facilita su eliminación del líquido.
El proceso de coagulación en el tratamiento de agua
Esto evita que las partículas diminutas se repelan entre sí y fomenta su agregación en partículas más grandes que pueden adherirse. Cuanto más grande es la partícula, más fácil es extraerla de un líquido.
Los microflóculos son estos 'grumos' de partículas más grandes, que a veces son invisibles a simple vista. Esto indicará que las cargas de las partículas recién generadas han sido neutralizadas porque el agua que las rodea debería estar limpia.
Es posible que se requiera más coagulante si no es así. Si hay demasiado coagulante presente, las partículas volverán a repelerse entre sí, principalmente debido a la carga inversa.
El coagulante se distribuye adecuadamente para fomentar las colisiones de partículas gracias a una mezcla rápida. Debido a que los productos de hidrólisis de coagulantes metálicos más potentes son aquellos que se desarrollan entre 0,01 y 1,0 segundos, la post-dosificación con coagulante adicional y el ajuste del pH rara vez son efectivos después de la inyección inicial de coagulante.
Los reactores de mezcla inversa, un tipo popular de mezcladores rápidos, suelen tener tanques cuadrados con impulsores verticales. WCS diseña mezcladores en línea con control de gradiente de velocidad para proporcionar las condiciones ideales para una mezcla rápida, principalmente debido a la carga inversa, ya que a menudo producen resultados deficientes.
Tipos de coagulantes
En el tratamiento tanto de agua como de aguas residuales, existen dos categorías principales de coagulantes: orgánicos e inorgánicos.
Coagulantes inorgánicos
Se ha demostrado que la eliminación de la mayoría de las partículas en suspensión es muy exitosa utilizando coagulantes tanto de aluminio como de hierro. Ofrecen varios beneficios, entre ellos:
• Facilitan la creación de iones altamente cargados que tienen una alta densidad de carga para neutralizar las partículas en suspensión, hidratar los hidróxidos inorgánicos y generar cadenas poliméricas cortas que promueven la formación de microflóculos y flóculos pesados.
• Capaces de filtrar algunos de los precursores orgánicos que podrían interactuar con el cloro para crear subproductos de desinfección.
• Precios unitarios asequibles y amplia disponibilidad.
Tienen algunas desventajas:
• Producen enormes cantidades de flóculos ricos en metales que deben eliminarse de manera ambientalmente responsable, lo que puede aumentar significativamente los costos de eliminación.
• Tienen el potencial de cambiar drásticamente el pH del agua, lo que requiere una regulación del pH, ya que este es necesario para una coagulación adecuada. También requieren equipos de alimentación y almacenamiento resistentes a la corrosión.
• El sulfato ferroso, el sulfato férrico y el sulfato de aluminio son sustancias extremadamente ácidas que agotan la alcalinidad y reducen el pH. Por otro lado, el aluminato de sodio aumentará el pH y mejorará la alcalinidad.
Coagulantes orgánicos
Se ha demostrado que la eliminación de la mayoría de las partículas en suspensión es muy exitosa utilizando coagulantes tanto de poliamina como de poli-DADMAC. Los taninos funcionan muy bien con grasas y aceites. Ofrecen varios beneficios, entre ellos:
• Posibilitan que densidades de carga relativamente bajas neutralicen de manera más eficiente las partículas en suspensión con menor carga. Sin usar metales o hidróxidos, crean cadenas poliméricas más largas que mejorarán la producción de microflóculos.
• Capaces de filtrar algunos de los precursores orgánicos que podrían interactuar con el cloro para crear subproductos de desinfección.
• Formas líquidas, no corrosivas y listas para su uso inmediato.
• No afectan y rara vez o apenas se ven afectados por el pH.
Tienen algunas desventajas:
• Precio unitario más elevado.
• Si la demanda de carga es alta, se requieren dosis grandes.
• Flóculo de baja densidad: No siempre se asienta suavemente.
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Finalmente, el incumplimiento de los requisitos ambientales del tratamiento de aguas residuales expone a las empresas a un creciente escrutinio ambiental y a graves problemas de reputación.
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