Coagulacion quimica del agua

Coagulación y Floculación.
Son dos procesos dentro de la etapa de clarificación del agua. Ambos procesos se pueden resumir como una etapa en la cual las partículas se aglutinan en pequeñas masas llamadas flocs tal que su peso específico supere a la del agua y puedan precipitar.
El entendimiento del mecanismo de la coagulación y floculación implica el conocimiento de las propiedades de loscoloides.
Coagulación Química del agua.
Las aguas crudas contienen varios tipos de sólidos, entre ellos y los mas importantes para la coagulación, son los Coloidales, ya que son los mas pequeños (menos de 0.01 mm) y no sedimentan rápidamente, por lo cual se les considera sólidos no sedimentables. Los sólidos coloidales consisten en limo fino, bacterias, partículas causantes de color, virus,etc. Los cuales no sedimentan sino después de períodos razonables y su efecto global se traduce en color y la turbiedad de aguas sedimentadas sin coagulación.
Es un proceso unitario usado para causar la coalescencia o agregación de material suspendido no sedimentable y partículas coloidales en el agua y de las aguas residuales; es el proceso por el cual se reducen las fuerzas repelentes existentesentre partículas coloidales para formar partículas mayores de buena sedimentación.
El proceso consiste en la adición de sustancias químicas al agua, su distribución uniforme en ella y la formación de un flóculo fácilmente sedimentable. La coagulación prepara el agua para la sedimentación, incrementa grandemente la eficiencia de los sedimentadores y tienen como función principal desestabilizar,agregar y unir las substancias coloidales presentes en el agua.
El proceso remueva turbiedad, color, bacterias, algas y otros organismos planctónicos, fosfatos y substancias productoras de olores y sabores.
Coloides
El entendimiento del mecanismo de la coagulación implica el conocimiento de las propiedades de los coloides.
Los coloides son en general, sólidos finamente divididos que nosedimentan por la simple acción de la gravedad, pero que pueden removerse del agua mediante coagulación, filtración o acción biológica. Con base en su tamaño han sido definidos como partículas cuyo diámetro varia entre 1 y 100 nm.
Los sólidos son difícilmente sedimentables debido a:
* Movimiento Browniano: son movimientos aleatorios y espasmódicos de las partículas.

* Área superficial: debidoa su inmensa área superficial, los coloides absorben iones en cantidades desiguales, dando origen a una carga eléctrica que contribuye a su estabilidad.
* Potencial Z: Se refiere al contorno entre el solvente adherido a la partícula en su movimiento y el solvente que puede moverse con respecto a la partícula.

Los coloides se dividen dependiendo su afinidad al agua en:
* Hidrofóbicos:Se obtienen generalmente por medios físicos o químicos y no se dispersan espontáneamente en el agua.
* Hidrofílicos: Tienen la habilidad de reaccionar espontáneamente con el agua para formar una suspensión coloidal.

Tasas de Sedimentación para algunas partículas. |
Diámetro Partícula (mm) | Partícula Representativa | Tiempo requerido para sedimentar 0.3 m |
Sedimentables |
10 | Grava| 0.3 seg |
1 | Arena gruesa | 3 seg |
0.1 | Arena fina | 38 seg |
0.01 | Limo | 33 min |
No sedimentables |
0.001 | Bacterias | 55 horas |
0.0001 | Color | 230 días |
0.00001 | Coloides | 6.3 años |
0.000001 | Coloides | 63 años |

La disminución de la estabilidad de las partículas, o sea la reducción de las fuerzas de repulsión o del potencial Z, se logra básicamente por lossiguientes mecanismos:
* Ajustando el pH al punto isoeléctrico, esto es al pH para el cual la carga neta de la partícula se anula y el potencial Z se hace cero.
* Añadiendo iones de carga eléctrica contraria a la de los coloides que se quieren remover, lo cual produce un doble efecto:
1. Disminución de la carga eléctrica neta del coloide con respecto al resto de la solución
2....