Floculacion
Páginas: 8 (1914 palabras)
Publicado: 5 de abril de 2011
INTRODUCCION
El termino floculación se refiere a la aglomeración de partículas coaguladas en partículas floculentas; es el proceso por el cual, una vez desestabilizados los coloides, se provee una mezcla suave de las partículas para incrementar la tasa de encuentros o colisiones entre ellas sin romper o disturbar los agregados preformados.
TIPOS DE FLOCULADORES
La mezcla lenta parafloculación puede efectuarse mecánicamente, usando rotores de paletas o hidráulicamente, como resultado del movimiento del agua. Algunos ejemplos de floculadores utilizados en el tratamiento de aguas aparecen en las figuras 4.1, 4.2 y 4.3
Los floculadores hidráulicos más comunes son los de flujo horizontal y los de flujo vertical. El floculador de flujo horizontal consiste en un tanque de concretodivido por tabiques, bafles o pantallas de concreto u otro material adecuado, dispuestos de tal forma que el agua un recorrido de ida y vuelta alrededor de los extremos libres de los tabiques.
En el floculador de flujo vertical el agua fluye hacia arriba y hacia abajo, por encima y por debajo de los tabiques, pantallas o bafles que dividen el tanque. En general, los floculadores hidráulicos, conuna velocidad de flujo apropiada y un número adecuado de bafles para asegurar suficientes curvas, proveen una floculación efectiva (figuras 4.4 y 4.5)
En la práctica, los floculadores hidráulicos de flujo horizontal se usan para plantas pequeñas, caudales menores de 50 L/s; los de flujo vertical, que se construyen más profundos (2-3 m), para plantas grandes.
En comparación de losfloculadores mecánicos, se pueden señalar como desventajas de los floculadores hidráulicos la alta perdida de carga (30-150 cm) y la poca flexibilidad de control en el grado de mezcla para caudales variables. Entre las ventajas se hace notar la inexistencia de equipo mecánico y el mantenimiento mínimo.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
La agitación del agua, mediante mezcla hidráulica o mecánica, producegradientes de velocidad cuya intensidad controla el grado de floculación producido. El número de colisiones entre partículas está directamente relacionado con el gradiente de velocidad. Se puede determinar la potencia introducida el agua, necesaria para obtener un grado particular de floculación, según un gradiente de velocidad especifico. El periodo de floculación debe ser inmediato al mezcla rápida;en algunas aguas, periodos largos tienden a aumentar la rotura del floculo y producir características pobres de sedimentación; por el contrario, periodos cortos pueden ser suficientes para una formación completa del floculo. Aunque la floculación no es siempre necesaria, por ejemplo en plantas de floculación por contacto, en donde el coagulante se aplica directamente a la entrada del agua a losfiltros de lecho dual, se reconoce su importancia en aguas turbias y coloreadas.
Los dos criterios principalmente que controlan el proceso del floculación son la intensidad de la mezcla y el periodo de agitación. Según camp y stein, la relación básica para caracterizar el proceso de floculación es la siguiente:
Donde G, gradiente de velocidad, es el termino que describe la intensidad de lamezcla, y N es el numero de colisiones, por unidad de tiempo, entre N1, partículas de diámetro d1, y N2, partículas de diámetro d2.
Según Hudson (37), si se supone que N1 son las partículas en suspensión que causan turbiedad, generalmente de diámetro d1, muy pequeño, menor de 10 µm, el término d1 se puede despreciar. Por otra parte, si se supone que las partículas N2 son flóculos de tamaño d2 muchomayor que d1 (100 – 2000 µm), las cuales se adhieren al colisionar, se puede escribir:
Donde Ɵ es un coeficiente que tiene en cuenta el hecho de que no todas las partículas que colisionan se adhieren, o sea que es el factor de adherencia.
El volumen del flóculo, suponiendo de diámetros constante, será:
Por lo tanto,
Integrando la ecuación anterior entre 0 y t se tiene:
Donde:...
El termino floculación se refiere a la aglomeración de partículas coaguladas en partículas floculentas; es el proceso por el cual, una vez desestabilizados los coloides, se provee una mezcla suave de las partículas para incrementar la tasa de encuentros o colisiones entre ellas sin romper o disturbar los agregados preformados.
TIPOS DE FLOCULADORES
La mezcla lenta parafloculación puede efectuarse mecánicamente, usando rotores de paletas o hidráulicamente, como resultado del movimiento del agua. Algunos ejemplos de floculadores utilizados en el tratamiento de aguas aparecen en las figuras 4.1, 4.2 y 4.3
Los floculadores hidráulicos más comunes son los de flujo horizontal y los de flujo vertical. El floculador de flujo horizontal consiste en un tanque de concretodivido por tabiques, bafles o pantallas de concreto u otro material adecuado, dispuestos de tal forma que el agua un recorrido de ida y vuelta alrededor de los extremos libres de los tabiques.
En el floculador de flujo vertical el agua fluye hacia arriba y hacia abajo, por encima y por debajo de los tabiques, pantallas o bafles que dividen el tanque. En general, los floculadores hidráulicos, conuna velocidad de flujo apropiada y un número adecuado de bafles para asegurar suficientes curvas, proveen una floculación efectiva (figuras 4.4 y 4.5)
En la práctica, los floculadores hidráulicos de flujo horizontal se usan para plantas pequeñas, caudales menores de 50 L/s; los de flujo vertical, que se construyen más profundos (2-3 m), para plantas grandes.
En comparación de losfloculadores mecánicos, se pueden señalar como desventajas de los floculadores hidráulicos la alta perdida de carga (30-150 cm) y la poca flexibilidad de control en el grado de mezcla para caudales variables. Entre las ventajas se hace notar la inexistencia de equipo mecánico y el mantenimiento mínimo.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO
La agitación del agua, mediante mezcla hidráulica o mecánica, producegradientes de velocidad cuya intensidad controla el grado de floculación producido. El número de colisiones entre partículas está directamente relacionado con el gradiente de velocidad. Se puede determinar la potencia introducida el agua, necesaria para obtener un grado particular de floculación, según un gradiente de velocidad especifico. El periodo de floculación debe ser inmediato al mezcla rápida;en algunas aguas, periodos largos tienden a aumentar la rotura del floculo y producir características pobres de sedimentación; por el contrario, periodos cortos pueden ser suficientes para una formación completa del floculo. Aunque la floculación no es siempre necesaria, por ejemplo en plantas de floculación por contacto, en donde el coagulante se aplica directamente a la entrada del agua a losfiltros de lecho dual, se reconoce su importancia en aguas turbias y coloreadas.
Los dos criterios principalmente que controlan el proceso del floculación son la intensidad de la mezcla y el periodo de agitación. Según camp y stein, la relación básica para caracterizar el proceso de floculación es la siguiente:
Donde G, gradiente de velocidad, es el termino que describe la intensidad de lamezcla, y N es el numero de colisiones, por unidad de tiempo, entre N1, partículas de diámetro d1, y N2, partículas de diámetro d2.
Según Hudson (37), si se supone que N1 son las partículas en suspensión que causan turbiedad, generalmente de diámetro d1, muy pequeño, menor de 10 µm, el término d1 se puede despreciar. Por otra parte, si se supone que las partículas N2 son flóculos de tamaño d2 muchomayor que d1 (100 – 2000 µm), las cuales se adhieren al colisionar, se puede escribir:
Donde Ɵ es un coeficiente que tiene en cuenta el hecho de que no todas las partículas que colisionan se adhieren, o sea que es el factor de adherencia.
El volumen del flóculo, suponiendo de diámetros constante, será:
Por lo tanto,
Integrando la ecuación anterior entre 0 y t se tiene:
Donde:...
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