Facultad de Química Ingeniería Ambiental
Integrantes: Badi Badill llo o Ange Angele les s Eliu Eliud d H. Carr Carran anza za Ventu entura ra Dieg Diego o Iván Iván Mart Martín ínez ez Orte Ortega ga José José Guad Guadal alup upe e Muño Muñoz z Herr Herrer era a Itze Itzell Rend Rendón ón Bati Batist sta a Gemm Gemma a Naye Nayeli li
Coloides
Coagulación
Floculación
-
Sedimentación +
+ +
-
+
Dosificación y mezcla
-
+
-
+
+
Polielectrolito -
Es un proceso de desestabilización de las partículas coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas de repulsión que las mantienen separados, por medio de la adición de los compuestos químicos y la aplicación de la energía de mezclado.
Se lleva a cabo en fracciones de segundo.
Objetivo principal Desestabilizar las partículas coloidales que se encuentran en suspensión, para favorecer su aglomeración.
El coagulante neutraliza las cargas que se encuentran rodeando a las partículas coloidales, produciendo un colapso de la nube de iones circundantes de modo que permite la formación de flóculos
Se aminora la repulsión entre las partículas Se favorecen las fuerzas de Wan Der Walls
Tipos de Coagulación Coagulación por Adsorción
Coagulación por barrido
El proceso de coagulación se desarrolla en un tiempo muy corto (casi instantáneo): Hidrólisis
de desestabilización suspensión.
Formación
de
los coagulantes de las partículas
Compuestos
y en
químicos
poliméricos. Adsorción de cadenas poliméricas por los
coloides. Adsorción mutua de coloides. Acción de barrido.
Floculación Consiste en la agitación moderada de la masa coagulada
permitiendo
el
crecimiento
y
aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.
Tipos de Floculación Floculación Pericinética
Floculación Ortocinética
Movimiento Browniano
Colisiones de las partículas debido al movimiento del agua, movimiento inducido por una energía exterior
Mecánico
Para que suceda la aglomeración de los microflóculos, primero se produce la floculación pericinética luego se produce la
Hidráulico
Mecánicos
Hidráulicos
¿Cómo y para qué funciona? El objetivo en esta segunda etapa es, permitir el contacto entre los flóculos. El proceso es estimado por un mezclado lento para aumentar las posibilidades de que las partículas colídales descargadas eléctricamente se encuentran con una partícula de flóculo.
En Resumen…
El término coagulación se usan para el proceso de desestabilización de los colides naturales del agua, mientras que la floculación se emplea para referirse al de agregación de las entidades coagulante-colide que posteriormente sedimentaran.
Prueba de Jarra Las pruebas mas representativas para determinar el comportamiento de los coagulantes y floculantes a escala pequeña
Principales Coagulantes
Aluminio Al2(SO4)3nH2O
Hierro
n=14, 16, 18
AlCl3 NaAlO2
(Fe2(SO4)39H2O) FeCl3 FeSO4
Cl3n-M(OH)mAln
NaAlO2
Fe
Tomar en cuenta el pH del agua que entra a la planta
+
Hg2Cl2
AgCl
-
+
+ +
+
-
+
PbSO4 pH
+
Polímeros inorgánicos de aluminio y/o hierro. Polielectrolitos
pH 5.5 - 9.2
pH 6.5 - 8
Al
Sales mixtas Al, Fe
+
Al(OH)3 Fe(OH)3
+
+
Andía Cárdenas, 2000
Puede tenerse como factor inicial a la concentración de carbonatos
Dosis óptimas de FeCl3 y Al2(SO4)3, de acuerdo al pH y a la concentración de CaCO 3
pH Unidades
Alcalinidad
Dosis óptima de FeCl3 Solución
Dosis óptima deAl2(SO4)3
7.46
91 ppm CaCO3
14 ppm
26 ppm
7.29
85 ppm CaCO3
16 ppm
30 ppm
Andía Cárdenas, 2000
Principales
Polielectrólitos naturales
Floculantes
Polisacáridos aniónicos: almidón, taminos, alginatos, etc.
Polielectrólitos sintéticos
Copolímeros con molecular alto
peso
No iónicos polares
Aniónicos
Poliacrilamidas
Poliacrilatos
Mineral Silice activada diluida al 0.5-1% . SiO2
Con al precipitación, es posible remover 80-90% de los sólidos suspendidos totales incluyendo partículas coloidales, 50-80% de la DBO, y 80-90% de los microorganismos
Pruebas en jarra para determin ar las condi cion es óptimas de uso de coagul antes y floculantes en agua arsenical (Franco, Carro, 2014).
Gráfico 1. Variación en la concentración de arsénico tras la remoción en medios con sedimentos distintos. a) Floculación con sulfato de aluminio, b) floculación con cloruro férrico.
Franco , Carro , 2014
A)
B)
Gráfico 2. Variación del porcentaje de remoción de arsénico en función de la concentración de a) sulfato de aluminio y b) cloruro férrico utilizado en medios con sedimentos distintos. C As = 2 mg/L, C s = 500 mg/L. Franco, Carro , 2014
Gráfico 4. Influencia del pH en el porcentaje de remoción utilizando a) sulfato de aluminio y b) cloruro férrico
Franco , Carro , 2014
ALUM (sulfato de aluminio)
Se disuelve fácilmente con el agua , no causa la coloración rojiza (antiestético) de suelos, paredes y equipos como el sulfato férrico.
Es eficaz en cierto intervalo de pH Una buena floculación puede no ser posible con alumbre en algunas aguas
(sulfato ferroso) caparrosa verde o vitriolo
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.
Ventajas floculacióncoagulación Requiere
menos tiempo que la decantación y permite una mayor carga de sólidos en el agua
Es
efectivo en la remoción de varios parámetros en forma simultánea.
Es
de operación simple.
Emplea
reactivos comunes de gran abundancia a bajos costos para la coagulación y/o floculación.
Reduce
las materias orgánicas que contribuye a la DBO Y BQO de las aguas residuales.
La
adicción de anticoagulantes implica la desestabilización de las materias de partículas presentes en el agua residual
Se
utiliza para la eliminación del color.
Desventajas. Requiere uso de insumos constantes. Dosificación precisa y monitoreo continuo.
Se requiere de equipo eficiente que haga frente a los cambios rápidos de calidad del agua que entra a la planta.
Mezclado, dosis de coagulante y rango de pH son factores cruciales a controlarse.
Requiere zonas de almacenamiento de reactivos.
Genera lodos y estos pueden ser peligrosos dependiendo de la toxicidad del efluente a tratar. (personal *) Requiere planes de manejo de lodos. Cuando las concentraciones de los parámetros son bajas la eficiencia disminuye, requiriendo mayor consumo de reactivos, generando una gran cantidad de costos.
