Coagulacion

Tema 5. Coagulación-Floculación

1. OBJETIVO El objetivo de esta práctica es realizar ensayos de coagulación-floculación a diferentes muestras de agua (potables, residuales o industriales). A partir de los resultados se seleccionarán las condiciones de tratamiento y dosis de los reactivos necesarios para cada aplicación concreta. 2. INTRODUCCIÓN Los tratamientos fisico-químicos cubren unaserie de objetivos, de los cuales cabría destacar los siguientes: A) Aguas residuales:

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Reducción de sólidos en suspensión y materia orgánica (DQO y DBO) como alternativa al tratamiento biológico. Laminado o estabilización de cargas contaminantes para controlar la entrada a los tratamientos biológicos. Reducción de contaminantes industriales no biodegradables (sobre todo metales pesados).Eliminación de fósforo. Espesamiento de lodos.

B) Aguas potables:

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Eliminación de color, olor, turbidez, etc., de aguas de ríos y embalses. Eliminación de dureza para aguas potables o aguas de calderas.

2.1. Operaciones de coagulación y floculación Las aguas potables o residuales, en distintas cantidades, contienen material suspendido, sólidos que pueden sedimentar en reposo, ó sólidosdispersados que no sedimentan con facilidad. Una parte considerable de estos sólidos que no sedimentan pueden ser coloides. En los coloides, cada partícula se encuentra estabilizada por una serie de cargas de igual signo sobre su superficie, haciendo que se repelan dos partículas vecinas como se repelen dos polos magnéticos. Puesto que esto impide el choque de las partículas y que formen así masasmayores, llamadas flóculos, las partículas no

sedimentan. Las operaciones de coagulación y floculación desestabilizan los coloides y consiguen su sedimentación. Esto se logra por lo general con la adición de agentes químicos y aplicando energía de mezclado.

Los términos Coagulación y Floculación se utilizan ambos indistintamente en colación con la formación de agregados. Sin embargo,conviene señalar las diferencias conceptuales entre estas dos operaciones. La confusión proviene del hecho de que frecuentemente ambas operaciones se producen de manera simultánea. Para aclarar ideas definiremos Coagulación como la desestabilización de la suspensión coloidal, mientras que la Floculación se limita a los fenómenos de transporte de las partículas coaguladas para provocar colisiones entreellas promoviendo su aglomeración. Por tanto:

Coagulación: Desestabilización de un coloide producida por la eliminación de las dobles capas eléctricas que rodean a todas las partículas coloidales, con la formación de núcleos microscópicos.

Floculación: Aglomeración de partículas desestabilizadas primero en microflóculos, y más tarde en aglomerados voluminosos llamados flóculos.

En la Figura1 se muestra como los coagulantes cancelan las cargas eléctricas sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces de sedimentar. Para favorecer la formación de aglomerados de mayor tamaño se adicionan un grupo de productos denominados floculantes. Cuando seaproximan dos partículas semejantes, sus capas difusas interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión está en función de la distancia que los separa y cae rápidamente con el incremento de iones de carga opuesta al de las partículas. Esto se consigue sólo con los iones del coagulante (Figura 2). Existe por otro lado, un potencial de atracción Ea entre las partículas llamadasfuerzas de Van der Waals, que dependen de los átomos que constituyen las partículas y de la densidad de estos últimos. Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L” las partículas no se atraen. E es la energía que las mantiene separadas.

Figura 1. Desestabilización del coloide y compresión de la capa difusa.

Figura 2. Fuerzas de atracción y repulsión

La precipitación del...