flotacion

Flotación
¿Qué es la flotación?
La flotación es una operación que permite separar los sólidos suspendidos, partículas coloidales y emulsiones de una fase liquida como material flotante, mediante la acción de pequeñas burbujas de un gas (normalmente aire) que se ha disuelto en el agua residual.
Principio de la Flotación.
En el tratamiento del agua residual mediante esta técnica se utilizacomo agente de flotación al aire, aunque para hacerlo más eficiente se añaden algunos reactivos químicos; la ley de Henry nos permite encontrar la relación entre la solubilidad del gas y la presión total:

Dónde:
C= concentración del gas en la solución
K= constante de la ley de Henry
P= Presión absoluta
Al disminuir la presión aplicada al sistema, el gas se libera como burbujas desde el senode la solución y rodea o se una a las partículas suspendidas y de acuerdo con el principio de Arquímedes ejerce una presión en forma vertical y hacia arriba e igual al peso del cuerpo sumergido haciendo que su densidad relativa sea menor que la que tenía inicialmente y lo haga flotar.
La velocidad de ascenso de las burbujas de aire obedecen a la Ley de Stokes:

Dónde:
V= velocidad de ascensoK= factor de conversión de Stokes
D= diámetro de la burbuja de aire
La temperatura es otro factor que afecta la flotación porque se puede disolver el doble de la cantidad de aire de 0° que a 30°C.
Generalmente las burbujas de aire tienen carga negativa por lo que la mayoría de aniones se reúnen en el lado gaeoso de la interfase y los cationes lo hacen en el lado acuoso.

Esta puede ser larazón por la cual existen fuerzas electrostáticas entre los coloides y la burbuja gaseosa.
Estos hechos nos permiten idearnos un modelo para explicar el fenómeno de flotación.
Parece ser que son tres los factores responsables de la flotación:
1. Adhesión de una burbuja de gas a un líquido suspendido o a una partícula sólida.

2. Unión de las burbujas de gas a un flóculo.


3. Adsorción yabsorción de la burbuja gaseosa durante la formación de un flóculo coloidal.
La interacción entre las distintas fases determina un sistema de tensiones que al alcanzar el equilibrio definen un ángulo de contacto α entre la partícula solida o coloidal con la burbuja de aire; entre más grande sea dicho ángulo mayor será la tendencia de la burbuja a unirse al sólido y lo obligará a flotar.
Laadición de sustancias químicas favorece la captura de burbujas de aire haciendo más eficiente el proceso de flotación. Estas sustancias pueden crear una estructura capaz de absorber o capturar fácilmente al gas o modificar las inerfases.; las inorgánicas como el alumbre, las sales de hierro o la sílice activa, al ser coagulantes, forman flóculos y las orgánicas como alcoholes de alto peso molecular,aceite de pino y el ácido cresílico forman espumas estables ya que disminuyen la tensión superficial entre el gas y el líquido; otros como el jabón, los ácidos grasos y las aminas pueden reducir la tensión interfacial sólido-líquido o la aumentan entre el gas y el sólido agrupando las partículas, razón por la cual se llaman colectores.
Es importante hacer un balance de las ventajas y desventajas quese puede presentar al realzar la flotación en el tratamiento de aguas residuales.
Ventajas
Permite eliminar pequeñas partículas que se depositan de manera completa en corto tiempo.
Puede retirar las grasas y solidos que se encuentran flotando en la superficie
Es capaz de emplearse en altas cargas superficiales y en cortos periodos de retención disminuyendo el tamaño de la unidad de flotación,las necesidades de terreno y bajo costos de construcción
Se eliminan las molestias por olor y se incrementa la cantidad de oxígeno disuelto en el agua tratada.
Se obtienen espumas y lodos más densos que en las unidades de sedimentación.
Desventajas
Incrementos de los costos de funcionamiento y mantenimiento de la unidad debido al equipo adicional.
Necesita equipo de presión cuando se...