Coagulantes para tratamiento de agua

La separación de una suspensión coloidal de forma satisfactoria, con referencia al tiempo necesario para la separación,  es necesario que aglomerar las partículas coloides en partículas  de mayor tamaño.

Para tal efecto es necesario transformar la suspensión de forma artificial, y esta transformación es resultado de dos procesos:

Desestabilización electrostática, que generalmente se realiza mediante la adición de reactivos químicos que anulan las fuerzas repulsivas actúan sobre la hidrofilia de las partículas coloidales.

Aglomeración de los coloides “descargados” mediante la adición de reactivos que facilitan dicha aglomeración y que formando partículas más grandes.  

En los especialistas en el tratamiento de agua, se reserva el termino coagulación para denominar el fenómeno de desestabilización y el de floculación para la aglomeración de los coloides estabilizados, a los reactivos correspondientes se les denomina Coagulantes y Floculantes 

Acción del Coagulante

Acción del Coagulante

 

Los productos coagulantes de tratamiento de agua son sales metálicas (tales como el alumbre) o polímeros. Los polímeros son compuestos orgánicos artificiales constituidos por una larga cadena de moléculas más pequeñas. Los polímeros pueden ser, catiónicos (cargadas positivamente), aniónicos (cargadas negativamente), o no iónico (carga neutra).

 

Los coagulantes mas utilizados en el tratamiento de agua son:

  • El sulfato de aluminio (Alumbre)
  • Sulfato Ferroso
  • Sulfato férrico
  • Cloruro férrico

Las sales metálicas son los más utilizados principalmente por razones económicas. La elección del coagulante a ser utilizado en el agua se basa en la experimentación de los mismos en el agua logrando así la dosificación correcta.

 

Alumbre

Uno de los primeros, y todavía el coagulante más ampliamente utilizado, es el sulfato de aluminio Al2(SO4)3, también conocido como alumbre. El alumbre está disponible en bloques y polvo con una densidad de 1000 -1100 kg / m3 y la gravedad específica de 1,25 a de 1.36.

El alumbre se puede comprar en forma líquida o en forma seca. Es fácilmente soluble en agua. Cuando se añade alumbre al agua, reacciona con el agua y da lugar a iones con carga positiva. Los iones pueden tener cargas de hasta 4, pero son típicamente bivalentes (con una carga de 2). El ion bivalente resultante de alumbre hace de este un coagulante primario muy eficaz.

Ventajas:

  • Es fácilmente se disuelve con agua, y
  • No causa la coloración rojiza (antiestético) de suelos, paredes y equipos como el sulfato férrico,

Desventajas:

  • Es eficaz sólo en cierto intervalo de pH,
  • Una buena floculación puede no ser posible con alumbre en algunas aguas.

Sulfato Ferroso

El sulfato ferroso, también  conocido como caparrosa verde o  vitriolo, es un compuesto coagulante  ácido granular  de color verde,  disponible en gránulos, cristales y bultos.  Este se alimenta por lo general en forma de solución con una relación  de 4 a 8%. El valor de la alcalinidad y el pH del agua natural son demasiado bajos para reaccionar con él  para formar los floculos de hidróxido férrico que se desean, porque la reacción implica la oxidación por el oxígeno disuelto en el agua, lo que no ocurre cuando el valor de pH es menor que 8,5. Es necesario, por tanto,  añadir cal  para asegurar la coagulación.

 

Coagulacion-floculacion

 

Sulfato férrico

El sulfato férrico está disponible como un coagulante de tratamiento de agua comercial en forma de un material anhidro que puede ser transportado y almacenado en barriles de madera. El material se disuelve fácilmente en una cantidad limitada de agua tibia,  1 parte en volumen de sulfato férrico se disuelve en 2 partes de agua para producir una solución de alrededor del 40%.

Ventajas del sulfato ferroso:

  • El hidróxido férrico se forma a valores de pH bajos, por lo que la coagulación es posible con sulfato férrico a valores de pH tan bajos como 4,0.
  • El hidróxido férrico es insoluble en un amplio intervalo de valores de pH.
  • El flóculo formado con coagulantes férricos es más pesado que el flóculo formado con alumbre.
  • El flóculo de hidróxido férrico no se disuelve  a valores altos de pH.

Coagulantes férricos pueden ser utilizados como coagulante en la eliminación del color en los valores altos de pH necesarios para la eliminación de hierro y manganeso y en el ablandamiento de agua.

Cloruro de hierro

El cloruro de hierro (III) o tricloruro de hierro (tradicionalmente llamado cloruro férrico) es un compuesto químico utilizado a escala industrial perteneciente al grupo de los haluros metálicos, cuya fórmula es FeCl3. También se le denomina equivocadamente percloruro de hierro e incluso percloruro férrico. El cloruro férrico en solución al 40% se utiliza como coagulante para tratamiento de aguas y efluentes, se comercializa habitualmente a granel.

 

Lo anterior explica porque las sales de hierro y aluminio continúan siendo las más utilizadas en los tratamientos de coagulación del agua. No obstante estos coagulantes presentan el inconveniente de modificar la hidrolisis del líquido, en dosis fuertes producen exceso de fangos, y no siempre alcanzan el la precipitación de los coloides. Por tanto el uso de

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