Coagulación

PRACTICA: COAGULACIÓN

OBJETIVO Y DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

En el desarrollo de este experimento se comprenderá el funcionamiento del equipo de Jarras con el fin de obtener las dosis óptimas de coagulante para una muestra de agua residual. Estos datos serán utilizados en la prueba de sedimentación de la siguiente sesión experimental.[1]

MARCO TEÓRICO

Las aguas naturales contienensustancias tanto disueltas como en suspensión, ambas pueden ser orgánicas e inorgánicas. Las materias en suspensión pueden tener un tamaño y densidad tal que pueden eliminarse del agua por simple sedimentación, pero algunas partículas son de un tamaño tan pequeño y tienen una carga eléctrica superficial que las hace repelerse continuamente, impidiendo sus aglomeración y formación de una partícula máspesada y poder así sedimentar. La coagulación, en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto agrupar estas partículas dispersas en el agua en otras más voluminosas y pesadas para que puedan sedimentar y poder así separarlas del agua.
La neutralización de  la carga eléctrica del coloide, objeto de la coagulación, se realiza aplicando al agua determinadas sales de aluminio o hierro(coagulantes); de forma que los cationes trivalentes de estos compuestos neutralicen las cargas eléctricas negativas que suelen rodear a las partículas coloidales dispersas en el agua.
La coagulación y la floculación tienen lugar en sucesivas etapas, de forma que una vez desestabilizadas las partículas, la colisión entre ellas permita el crecimiento de los microflóculos, apenas visibles asimple vista, hasta formar mayores flóculos, con la suficiente cohesión y densidad para someterlos a la siguiente etapa de sedimentación.
En la eficacia de la coagulación influyen diversos factores entre los que destaca el pH y otras características físico-químicas del agua, así como una adecuada energía de agitación rápida para conseguir una apropiada dispersión del coagulante y proporcionarlas necesarias colisiones entre las partículas para conseguir una óptima coagulación.[2]     
Históricamente, los coagulantes metálicos, sales de Hierro y Aluminio, han sido los más utilizados en la clarificación de aguas y eliminación de DBO y fosfatos de aguas residuales. Tienen la ventaja de actuar como coagulantes-floculantes al mismo tiempo y forman especies hidratadas complejascargadas positivamente: Fe(H2O)63+, Al(H2O)63+. Sin embargo tienen el inconveniente de ser muy sensibles a un cambio de pH. Si éste no está dentro del intervalo adecuado la clarificación es pobre y pueden solubilizar Fe ó Al y generar problemas. A continuación vemos los coagulantes más utilizados:
- Sulfato de Alúmina: Conocido como Alumbre, es un coagulante efectivo en intervalos de pH 6 a 8.Produce un flóculo pequeño y esponjoso por lo que no se usa en precipitación previa de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua. Sin embargo, su uso está generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reducción de coloides orgánicos y fósforo.
- Sulfato Férrico: Funciona de forma estable en un intervalo de pH de 4 a 11, uno de los más amplios conocidos. Producenflóculos grandes y densos que decantan rápidamente, por lo que está indicado tanto en la precipitación previa como en la co-precipitación de aguas residuales urbanas o industriales. Se emplea también en tratamiento de aguas potables aunque en algún caso puede producir problemas de coloración.
- Cloruro Férrico: Es similar al anterior aunque de aplicación muy limitada por tener un intervalo de pHmás corto. Es enérgico aunque puede presentar problemas de coloración en las aguas.
- Aluminato sódico: Se emplea poco. Su uso más habitual es eliminar
color a pH bajo. Además se puede usar en el ablandamiento de agua con
cal.[3]
Cabe recalcar que gran parte del éxito de la coagulación depende del pH y la dosis mínima requerida para que el proceso de coagulación se...