FLOCULACIÓN Conocida también como Mezcla Lenta. Proceso físico que busca agregar las partículas para poderlas sedimentar. Se provee una mezcla suave para incrementar la tasa de colisiones entre las partículas sin romper los agregados ya formados. TIPOS DE FLOCULACIÓN FLOCULACIÓN -
Pericinética: Se da en forma espontánea debido al desplazamiento continuo de las partículas en el agua, que al caer tienden a aglomerarse.
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Ortocinética: Debida a gradientes de velocidad inducidos en el líquido de forma mecánica o hidráulica, causando el movimiento de las partículas a diferentes velocidades y direcciones.
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO 1. Interacción entre variables: -
Las siguientes son las variables más importantes, por ser fácilmente controlables: Dosis de coagulante Gradiente de velocidad Tiempo de floculación
2. Calidad del agua: Es más fácil la floculación en aguas con alta turbiedad y con amplia distribución de tamaños de las partículas. Si la turbiedad es mayor a 1000 UNT es necesaria la construcción de tanques de presedimentación. 3. Gradiente de velocidad: El gradiente de velocidad es proporcional a la velocidad de aglomeración de las partículas. A mayor Gradiente mayor mayor es la velocidad de aglomeración. aglomeración. Sin embargo existe un valor máximo para evitar el rompimiento del floc ya formado. TIPOS DE FLOCULADORES FLOCULADORES Floculadores Mecánicos Floculadores Hidráulicos
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Floculadores Mecánicos Se introduce una potencia al agua para asegurar una mezcla lenta mediante agitadores mecánicos. Gradiente de Velocidad: G
√ G: Gradiente de velocidad, s -1 P: Potencia de mezcla, w µ: Viscosidad dinámica del agua, N.s/m 2 Kg/m.s V: Volumen, m3 Potencia de Mezcla: P P = FD* v FD: Fuerza de arrastre sobre las paletas, N v: Velocidad relativa de las paletas con respecto al fluido, m/s
CD: Coeficiente de arrastre de las paletas 3 : Densidad del agua, Kg/m A: Área transversal de las paletas, m 2 v: Velocidad relativa de las paletas con respecto al fluido, m/s v = 0,75vp vp: Velocidad de las paletas, m/s
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µ: Viscosidad dinámica del agua, N.s/m 2 Kg/m.s 2 : Viscosidad cinemática del agua, m /s NOTA: Para floculadores mecánicos también se puede aplicar la fórmula de potencia que se trabajó en mezcladores rápidos mecánicos.
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Floculadores Hidráulicos La mezcla se hace con el movimiento suave del agua.
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Desventajas: Alta pérdida de carga Poca flexibilidad de control en el grado de mezcla para caudales variables
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Ventajas: Inexistencia de equipo mecánico Mínimo mantenimiento Pueden ser de dos tipos: Flujo horizontal Flujo vertical Floculador hidráulico de flujo horizontal: Consiste en un tanque de concreto dividido por tabiques o pantallas dispuestas de tal forma que el agua haga un recorrido de ida y vuelta a través de los extremos libres de las pantallas. Floculador hidráulico de flujo vertical: El agua fluye hacia arriba y hacia abajo, por encima y por debajo de los tabiques que dividen el tanque. Gradiente de Velocidad: G Para determinar el gradiente de velocidad se aplican las mismas fórmulas que se utilizan para mezcladores rápidos hidráulicos:
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G: Gradiente de velocidad, s -1 3 : Peso específico del agua, N/m h: Pérdida de energía en el tanque, m µ: Viscosidad dinámica del agua, N.s/m 2 Kg/m.s T: Tiempo de mezcla (retención, contacto), s 3 : Densidad del agua, Kg/m g: Aceleración de la gravedad, m/s 2 2 : Viscosidad cinemática del agua, m /s CRITERIOS PARA DISEÑO Los parámetros para el diseño de floculadores y sus valores aceptables se encuentran en el cuadro del archivo anexo.