MARCO TEÓRICO 1. COA COAGULA ULACIÓN CIÓN Es un proceso de desestabilización química de las partículas coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la aplicación de la energía de mezclado.
Objetivo Principal: El objetivo principal de la coagulación es desestabilizar las partículas coloidales que que se encu encuen entr tran an en susp suspen ensi sión ón,, para para favo favore rece cerr su aglo aglome mera raci ción ón;; en consecuencia se eliminan las materias en suspensión estables; la coagulación no solo elimina la turbiedad sino también la concentración de las materias orgánicas y los microorganismos.
1.1. 1.1.
Coa Coa!l !lan antte" Util Utilii#a #a$o $o""
os componentes son productos químicos que al adicionar al agua son capaces de produc producir ir una una reac reacci ción ón quím químic ica a con los los comp compon onent entes es quími químico coss del del agua, agua, especialmente con la alcalinidad del agua para formar un precipitado voluminoso, muy absorbente, constituido generalmente por el !idró"ido metálico del coagulante que se está utilizando. os principales coagulantes utilizados para desestabilizar las partículas y producir el floc son#
Tipo" $e coa!lante" !"a$o" en el trata%iento $e a!a $onoci cido do como como %lumbr lumbre, e, es un &!l' &!l'at ato o $e Al(%in l(%inaa )Al )Al* )&O+,-.1+ *O,: $ono coagulante efectivo en intervalos de p& ' a (. )roduce un flóculo peque*o y esponjoso por lo que no se usa en precipitación previa de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua. +in embargo su uso está generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reducción de coloides orgánicos y fósforo.
&!l'ato '/rrico )0e * )&O+,-: El sulfato férrico está disponible comercialmente en forma granular granular de color marrón rojizo. Es muy soluble en agua. )uede reaccionar reaccionar con la alcalinidad del agua o con materiales alcalinos a*adidos como la cal. unciona de forma estable en un intervalo de p& de - a , uno de los más ampl amplio ioss cono conoci cido dos. s. )rod )roduc ucen en flóc flócul ulos os gran grande dess y dens densos os que que deca decant ntan an rápidamente, por lo que está indicado tanto en la precipitación previa como en la coprecipitación de aguas residuales urbanas o industriales. +e emplea también en tratamiento de aguas potables aunque en alg/n caso puede producir problemas de coloración.
Clor!ro '/rrico )0eCl -,: Está disponible en fase sólida y líquida. +e genera por la o"idación del sulfato ferroso con cloro. 0ste método tiene la ventaja de que la coagulación puede ser llevada bajo diferentes p& 1entre -,( y 2. Es usado en tratamientos de aguas residuales e industriales. 3eacciona con la alcalinidad del agua y con los compuestos alcalinos a*adidos. 3ango de p& para la coagulación óptima# entre - y ', y mayor de (. 4osis# de 5 a '6 g7m8 de reactivo comercial e$l8 '&9: $on cal Al!%inato "$ico: +e emplea poco. +u uso más !abitual es eliminar color a p& bajo. %demás se puede usar en el ablandamiento de agua con cal. 1.*.
0actore" 2!e In'l!3en en la Coa!laci4n.
Es necesario tener en cuenta los siguientes factores con la finalidad de optimizar el proceso de coagulación# p&.
1.-.
PROCE&O 5E COAGULACIÓN
El proceso de coagulación se desarrolla en un tiempo muy corto 1casi instantáneo2 y a su vez implica muc!as reacciones de transferencia de masa. $onsta de varias etapas#
a, &idrólisis de los coagulantes y desestabilización de las partículas en suspensión, lo que permite b, la interacción contaminante>coagulante y c, favorece la agrupación de partículas 1o floculación2.
*. 0LOCULACIÓN *.1. 5e'inici4n a floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el tama*o y peso necesarios para sedimentar con facilidad. Estos flóculos inicialmente peque*os, crean al juntarse aglomerados mayores que son capaces de sedimentar.
a floculación es favorecida por el mezclado lento que permite juntar poco a poco los flóculos; un mezclado demasiado intenso los rompe y raramente se vuelven a formar en su tama*o y fuerza óptimos. a floculación no solo incrementa el tama*o de las partículas del flóculo, sino que también aumenta su peso. a floculación puede ser mejorada por la adición de un reactivo de floculación o ayudante de floculación.
*.*.
Par%etro" $e la 0loc!laci4n
os parámetros que se caracterizan la floculación son los siguientes# > loculación :rtocinética 1+e da por el grado de agitación proporcionada# =ecánica o &idráulica2. > ?radiente de @elocidad 1energía necesaria para producir la mezcla2. > A/mero de colisiones 1c!oque entre microflóculos2. > 4ensidad y tama*o de floc. > @olumen de lodos 1los flóculos formados no deben sedimentar en las unidades de floculación2.
*.-. Tipo" $e 0loc!lante" os floculantes son polímeros o polielectrolitos con pesos moleculares muy elevados moléculas orgánicas solubles en agua formadas por bloques denominados monómeros, repetidos en cadenas larga. Estos floculantes pueden ser de naturaleza # mineral, orgánico natural y orgánico de síntesis.
a, 0loc!lante" Minerale".6 +e encuentra la sílice activada, que es el primer floculante empleado, que debe ser preparado antes de emplear, produce la neutralización parcial de la alcalinidad de silicato de sodio en solución. b, 0loc!lante" Ornico" Nat!rale".6 +on polímeros naturales e"traídos de sustancias animales o vegetales. os alginatos, cuya estructura polimérica son# los ácidos manuránicos y los ácidos glucónico. c, 0loc!lante" Ornico" $e &7nte"i".> +on los más utilizados y son macromoléculas de una gran cadena, obtenidos por asociación de monómeros sintéticos, estos se clasifican de acuerdo a la ionicidad de los polímeros# > %niónicos 1generalmente copolímeros de la acrilamida y del ácido acrílico2. > Aeutros o no ionicos 1poliacrilamidas2. > $atiónicos 1copolímero de acrilamidas B un monómero catiónico2.
*.+.
PROCE&O 5E 0LOCULACIÓN
El proceso de floculación es precedido por la coagulación, por eso se suele !ablar de los procesos de coagulación>floculación. Estos facilitan la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas coloidales# •
•
a coa!laci4n es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coa!lante el cual, neutralizando sus cargas electrostáticas, !ace que las partículas tiendan a unirse entre sí. a 'loc!laci4n es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que tienden a depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este fin, denominados sedimentadores.
a floculación puede tener lugar en un aparato especialmente dise*ado para este fin 1floculador2 o en el interior del decantador propiamente dic!o. os floculadores son depósitos o cubas provistas de sistemas de agitación que giran con relativa lentitud para no romper por cizalladura los flóculos ya formados, al mismo tiempo, la velocidad de agitación debe ser suficiente cara conseguir el engrosamiento progresivo del flóculo e impedir que se formen sedimentos en el fondo.
-. TECNOLOG8A& 5E COAGULACIÓN 9O 0LOCULACIÓN as principales aplicaciones de la tecnología y parámetros removidos en cada caso son las siguientes# C %groindustria. C )otabilizadoras. C
C:tras actividades de manejo de desperdicios +. APLICACIÓN PR;CTICA 5E LO& COAGULANTE& 9 0LOCULANTE&
En"a3o" $e as pruebas más representativas para determinar el comportamiento de los coagulantes y floculantes a escala peque*a es el Ensayo de D)rueba de arraF. Este método de simulación de los procesos de $oagulación y floculación, realizado a nivel de laboratorio que permite obtener agua de buena calidad, fácilmente separable por decantación; los flóculos formados con diferentes dosis del coagulante dan como resultado valores de turbiedad deferentes
+.1. =ateriales y Equipos Aecesarios G %gitador =/ltiple o loculador, equipo provisto de ' agitadores planos; tiene como elementos adicionales vasos de 9 litros de capacidad, de forma cuadrada con una tubería de - mm de diámetro, para la e"tracción de muestra. G Hn turbidímetro. G Hn p&metro. G =ateriales necesarios para medir la alcalinidad. +.1.*. )reparación de +olución de $oagulantes y )olielectrolitos para los Ensayos de )ruebas de arra. )or medio de una +olución de )olímero %niónico al 6. I +e pesa en la Jalanza %nalítica gr. 4e la muestra de )olímero 1e"traída del punto de almacenamiento2 y se coloca en un vaso con agua, se procede a disolver con agua filtrada utilizando un equipo de agitación magnética 1 en caso de no contar con este equipo se puede realizar manualmente 2 !asta que la solución se encuentre !omogénea y luego se coloca en la fiola de 666 ml., luego enrasa con agua filtrada. Esta +olución es la que se utiliza en los ensayos y tiene un tiempo de duración no mayor de semana. +.1.-. +e obtienen los resultados )or lo general este ensayo se realiza para la determinación de la dosis óptima de los coagulantes y floculantes; donde los resultados de turbiedad obtenidos en las diferentes jarras para dosis variables de coagulantes son graficados; colocando los valores de turbiedad en el eje DKF y la dosis en el eje DLF. ANE?O&:
M/to$o $e Trata%iento
@I@LIOGRA0IA
+E4%)%. Evaluación de )latas y 4esarrollo
INTRO5UCCIÓN a $oagulación y loculación son dos procesos dentro de la etapa de clarificación del agua; donde ambos se pueden resumir como una etapa en la cual las partículas se aglutinan en peque*as masas llamadas flocs tal que su peso específico supere la del agua y puedan precipitar, para luego ser separadas por sedimentación.
El objetivo del presente informe es conocer los fundamentos teóricos y la aplicación de una serie de operaciones de coagulación>floculación para la eliminación de partículas coloidales de muy peque*o tama*o que se pueden encontrar en un agua residual. )ara así evaluar la funciones de los coagulantes y floculantes, y las dosis óptimas de ambos para favorecer la formación de partículas sólidas sedimentadles más grandes.
UNIER&I5A5 5E &ANTAN5ER INGENIERIA IN5U&TRIAL
PROCE&O IN5U&TRIALE& II MA:3=E $:%?H%$MNA> :$H%$MNA
=aría $amila =olina $asta*eda 9569
Mng. $arlos @idal
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