La clarificación como parte del tratamiento de aguas
COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN COMO PARTE DEL TRATAMIENTO DE AGUAS
El tratamiento de agua en la antigüedad se enfocaba en mejorar el aspecto con métodos como filtración sobre carbón, exposición a la luz solar, hirviéndola y tamizándola. Los primeros tratamientos químicos se remontan al antiguo Egipto (1.500 A.C) cuando se encontró que el alumbre hacía que las partículas suspendidas sedimentaran. Solo hasta finales del siglo XIX se descubrió que la turbidez no era solo un problema estético. Como resultado, se centró el diseño de los sistemas de tratamiento de agua en la reducción de la turbidez y de esta manera remover microbios.
A pesar de todos los avances y tecnologías desarrolladas alrededor del tratamiento del agua la remoción de los sólidos suspendidos, turbidez y diferentes contaminantes con productos químicos continúa siendo una de las principales herramientas disponibles para múltiples propósitos como la potabilización del agua, el tratamiento de aguas residuales y el espesado de lodos entre otros.
Los productos químicos usados en estas operaciones se pueden clasificar, de manera general, en coagulantes y floculantes. Los primeros tienen la función de facilitar que se agrupen las partículas coloidales que por su tamaño no sedimentan rápidamente, y los segundos la función de amarrar o unir las partículas de mayor tamaño o los grupos de partículas coloidales desestabilizadas previamente para removerlos fácilmente del agua.
Los procesos de coagulación y floculación pueden llevarse a cabo independientemente o de manera combinada en el proceso de clarificación. El éxito de los procesos de coagulación, floculación o clarificación depende factores inherentes al diseño de la planta como el tiempo de contacto, la velocidad de flujo y la correcta selección de los productos químicos.
Coagulantes y Floculantes:
Dentro de los coagulantes los más usados son las sales inorgánicas a base de hierro y aluminio, generalmente los coagulantes inorgánicos ofrecen los menores precios por kilogramo, están ampliamente disponibles y si se aplican de manera correcta son eficientes en la remoción de los sólidos suspendidos. Adicionalmente permiten la remoción de compuestos orgánicos del agua que puede combinarse posteriormente con el cloro en la etapa de la desinfección.
El sulfato de aluminio, el sulfato y el cloruro férricos disminuyen el pH, por lo que hidroxicloruro de aluminio (HCA) y los polímeros inorgánicos son cada vez más ampliamente usados. Adicionalmente se encuentran coagulantes orgánicos que pueden ser usados como ayudantes de coagulación. Los ayudantes aniónicos son usados generalmente con coagulantes metálicos y los ayudantes catiónicos de bajo y medio peso molecular pueden ser usados por si solos o con coagulantes férricos para atraer sólidos suspendidos y neutralizar sus cargas.
Los fabricantes pueden ofrecer una amplia variedad de polímeros que se ajustan a la calidad del agua controlando la cantidad y tipo de cargas, y el peso molecular. Los polímeros funcionan en rangos de pH más amplios que los coagulantes inorgánicos. Y pueden ser usados en dosis bajas produciendo menores volúmenes de lodos de mayor densidad y velocidad de sedimentación.
Aunque los coagulantes orgánicos son varias veces más costosos por peso que los inorgánicos, su uso puede reducir el costo global del tratamiento por metro cúbico de agua.
Dentro de los floculantes se encuentran polímeros orgánicos, principalmente poliacrilamidas (PAM), lineales o ramificados de diferentes pesos moleculares, con diferentes niveles de carga positivas (catiónicos), negativa (Aniónicos) o neutras (No iónicos).
La selección y dosis de un floculante depende de la concentración de los sólidos en estado coloidal o materia en suspensión, así como de su naturaleza, salinidad del agua y pH. Y Aunque existen algunas guías prácticas para su selección es necesario realizar las pruebas de tratabilidad que permitan confirmar cuál es el producto que mejor se ajusta a la aplicación y dosis recomendada.
Los floculantes se pueden usar en múltiples aplicaciones como potabilización de agua, tratamiento de agua residual industrial, espesado de lodos para deshidratación, estabilización de lodos de perforación, clarificación de azúcar y fabricación de papel entre otras.
Para el correcto uso de los productos es conveniente asesorarse de empresas que tengan la experiencia y capacidad de brindar el soporte técnico, que permita hacer un diagnóstico adecuado de la aplicación, de las oportunidades de mejora y del proceso de tratamiento, para garantizar el menor costo de aplicación y la calidad del agua requerida.