1. GENERALIDADES
1.1. La Coagulación y Floculación se pueden resumir como una etapa en la cual las partículas se aglutinan en pequeñas masas llamadas flóculos tal que su peso específico supere a la del agua y puedan precipitar.
1.2. El proceso consta de tres etapas: coagulación, floculación y eliminación física de los flóculos formados por sedimentación o filtración.
2. Mecanismos Teóricos de la Coagulación y la Floculación.
2.1. Comprensión de la carga
2.1.1. Se produce al aumentar la concentración total de iones en la solución acuosa, de modo que el efecto de la carga superficial queda limitado a una capa fina alrededor de las partículas. Como resultado las fuerzas atractivas se hacen mayores.
2.2. Neutralización de la carga
2.2.1. Se lleva a cabo controlando el pH o mediante la adición de cationes que se adsorben sobre la superficie de las partículas.
2.3. Inmersión en un precipitado
2.3.1. Se utilizan concentraciones del coagulante suficientemente altas como para ocasionar la precipitación rápida de un hidróxido metálico que atrapa a las partículas coloidales.
2.4. Adsorción y enlace de puente entre partículas
2.4.1. Una molécula polimérica se adsorbe sobre la superficie de una partícula coloidal debido a que contiene grupos químicos que interaccionan con los centros activos de la superficie, quedando el resto de la molécula prolongada hacia la solución.
3. Tipos de coagulantes
3.1. Coagulantes inorgánicos
3.1.1. Sales de Aluminio
3.1.1.1. Se puede distinguir: Sales simples tales como sulfato de alúmina (Sulfato de aluminio hidratado), aluminato sódico y cloruro de aluminio. Y sales prehidrolizadas o polimerizadas como: cloruro de polialuminio, sulfato de polialuminio y silicato-sulfato de polialuminio
3.1.2. Sales de Hierro
3.1.2.1. Sales simples como: sulfato ferroso, sulfato férrico y cloruro férrico. Y recientemente algunas sales polimerizadas como: sulfato poliférrico y cloruro poliférrico.
3.1.3. Cal
3.2. Coagulantes orgánicos
3.2.1. Naturales
3.2.1.1. Polímeros de origen microbiológico, segregados por algunos microorganismos.
3.2.1.2. Polímeros de origen natural, extraídos de ciertos tipos de plantas, al gas o animales.
3.2.2. Sintéticos
3.2.2.1. Polímeros aniónicos
3.2.2.2. Polímeros catiónicos.
3.2.2.3. Polímeros no iónicos.
4. Factores que influyen en el proceso de coagulación
4.1. Tipo de coagulante
4.2. Contenido en materia de suspensión
4.3. pH
4.4. Salinidad
4.5. Efecto de la temperatura del Agua
4.6. Tiempo de mezcla y floculación
4.7. Presencia de Núcleo
5. Coagulacíón con sales de Hierro
5.1. Química de coagulación con sales de Hierro
5.1.1. La desestabilización comienza cuando se excede el límite de solubilidad para el hierro.
5.1.2. Las especies de hidróxido de hierro se adsorben o depositan en la superficie de las partículas coloidales como se representa en la Figura 15.
5.1.3. En las condiciones habituales el hidróxido metálico está cargado positivamente y las partículas coloidales negativamente. El proceso de depósito puede conducir a neutralización de la carga o a inversión de la carga a algunas dosis.
5.1.4. Puede ser eficaz de dos maneras:
5.1.4.1. Mediante depósito de las especies de hidróxido metálico sobre la superficie de la partícula (según el modelo PNC) para producir una neutralización de la carga.
5.1.4.2. Por inmersión en un flóculo de barrido.
5.1.5. La dosificación química requerida depende de:
5.1.5.1. Si la desestabilización se produce por inmersión en un flóculo de barrido se necesitan elevadas dosis para producir un precipitado voluminoso de hidróxido metálico.
5.1.5.2. La desestabilización por adsorción puede necesitar tiempos de reacción más largos para producir la agregación cuando la concentración coloidal es baja; esto puede contrarrestar la ventaja de una dosificación menor
5.1.5.3. La desestabilización por adsorción generalmente requiere una dosis menor de coagulante, aumentando al incrementarse la concentración coloidal.
5.2. Influencia en la coagulación con sales de Fe
5.2.1. Influencia de la dosificación de coagulante y pH
5.2.1.1. Las dosificaciones prácticas de las sales de Fe3+ que se requieren para la desestabilización de coloides siempre exceden la solubilidad del hidróxido metálico, se puede considerar que la desestabilización se lleva a cabo por hidroxo-complejos polinucleares que son compuestos cinéticos intermedios en la precipitación del hidróxido metálico.
5.2.2. Influencia de la presencia de iones
5.2.2.1. Presencia de cationes
5.2.2.1.1. En general los cationes divalentes ensanchan el rango de pH efectivo para la eliminación y disminuyen la dosis de coagulante requerida para la eliminación de la materia orgánica. Esto se debe presumiblemente a la complejación de algunos grupos orgánicos funcionales.
5.2.2.2. Presencia de aniones
5.2.2.2.1. Si el anión se puede coordinar fuertemente con el ion metálico y no es desplazado fácilmente por iones OH-, el pH óptimo para la desestabilización disminuye rápidamente con el aumento de la concentración del anión. Si el anión es fácilmente desplazado por el ion OH-, el pH óptimo aumenta con un anión de tipo muy básico y disminuye con uno débilmente básico.
6. Cloruro Férrico
6.1. Generalidades
6.1.1. El cloruro férrico es un producto químico altamente versátil con propiedades únicas. Posee un alto poder de formación de flóculos, característica que es utilizada para diversas aplicaciones. Por ejemplo, es un eficiente coagulante en el tratamiento de aguas residuales, aguas industriales y agua potable.
6.1.2. Además, el cloruro férrico ha sido utilizado por muchos años como un acondicionador de lodos, etapa previa a la filtración.
6.2. Aplicaciones
6.2.1. Eliminación de fosfatos.
6.2.2. Reducción de sólidos en suspensión.
6.2.3. Precipitación de metales pesados.
6.2.4. Deshidratado de lodos.