¿Qué es la coagulación y la floculación?
La coagulación y floculación son técnicas popularmente conocidas en la industria de tratamiento de aguas residuales, por lo general son empleadas para desechar coloides o partículas en suspensión junto con iones metálicos. Sus definiciones se dividen de la siguiente manera:
Coagulación
La coagulación es la desestabilización de partículas coloidales provocada por la adición de un reactivo químico llamado coagulante. Al agua se añaden coagulantes con cargas opuestas a las de los sólidos en suspensión que hace que se neutralicen las cargas negativas de los sólidos dispersos no sedimentables.
Al neutralizar las cargas, las pequeñas partículas son capaces de adherirse, las más grandes que se forman a través de este proceso son llamadas microflóculos. Es necesario implementar una mezcla rápida de alta energía para dispersar correctamente el coagulante y así incentivar las colisiones de partículas para lograr una buena coagulación y formación de microflóculos.
La separación se realiza luego mediante sistemas de decantación, flotación y/o filtración.
¿Qué es la coagulación en el tratamiento de aguas residuales?
El tratamiento del agua de coagulación es uno de los procesos primigenios dentro del tratamiento químico de aguas residuales. En lugar de dejar pasar las partículas, que de lo contrario se deslizarían a través del filtro y caerían lentamente para ser capturadas como sedimento, la condensación las mantiene juntas para facilitar su eliminación. Un ejemplo claro y que todos conocen es la coagulación de la sangre, ya que dicho proceso es lo que hace la misma cuando se combina con el oxígeno para formar una costra o un coágulo. El principio es el mismo que el del tratamiento de aguas residuales.
En el proceso de coagulación, los químicos inofensivos como el alumbre hacen que todas las partículas se carguen positivamente, lo que ocasiona que se agrupen y sean más fáciles de filtrar. La coagulación es especialmente útil para eliminar el fósforo químico del agua. Sin embargo, el tratamiento del agua de coagulación está lejos de ser un proceso nuevo.
Los egipcios ya usaban este proceso en el año 2000 a.C., más tarde, los romanos también recurrirían a esto dentro de los tratamientos del agua, al igual que los ingleses en el siglo XVIII.
Floculación
La coagulación nos habla de un proceso muy utilizado en la neutralización de las cargas para formar una masa gelatinosa que atrapa o une a las partículas, formando así una masa grande como para que se asiente y quede atrapada dentro del filtro.
Este proceso se da después de la coagulación, en donde la floculación entra en una etapa de mezclado suave que aumenta el tamaño de las partículas a través de un microflóculo microscópico hasta partículas visiblemente suspendidas.
Estos microflóculos llegan a ponerse en contacto entre sí a partir del ciclo de mezclado lento, en donde las colisiones de las partículas hacen que se unan para producir flóculos más grandes y visibles. Estos tamaños pueden variar debido a las colisiones e interacciones adicionales con polímeros inorgánicos que se forman previamente con el agente coagulante.
Cuando el flóculo ha alcanzado su tamaño y fuerza, el agua se encuentra lista para el proceso de separación o filtración.
Es indispensable mencionar que la coagulación y la floculación son dos procesos separados usados en sucesión para vencer fuerzas que estabilizan las partículas suspendidas. Por un lado, la coagulación neutraliza las cargas de las partículas, mientras que la floculación les permite unirse, haciéndolas más grandes para que estas puedan separarse más rápidamente del líquido.
¿Qué es la floculación dentro del tratamiento de aguas residuales?
La floculación está muy ligada a la coagulación dentro del tratamiento de aguas residuales. Ya que las partículas de desecho se han agrupado mediante la coagulación, es entonces que se utilizan agentes floculantes en el tratamiento de aguas residuales para eliminar grumos. Los floculantes son considerados polímeros livianos, pesados y medianos que hacen que los grumos sean desestabilizados de particular y así se puedan aglomerar para caer fuera de la solución, eliminándolos por completo del agua filtrada.
Los floculantes suelen venir en varias cargas con densidades, pesos moleculares y formas que han existido desde hace siglos.
Los polímeros naturales como las nueces trituradas o la lana se han empleado como floculantes desde tiempos remotos por algunas tribus de África central.
Tipos de coagulantes y floculantes
Los tipos de coagulantes más usados comúnmente dentro del tratamiento de aguas residuales se dividen en compuestos orgánicos e inorgánicos.
En los inorgánicos encontramos coagulantes de aluminio como lo son el cloruro de aluminio, aluminato, sulfato de aluminio, aluminato de sodio, etc. Mientras que en los orgánicos vemos poliaminas, cloruro de polidialildimetilamonio (Poly DADMAC) y politanato.
Los coagulantes de aluminio, como los de hierro, son de los más efectivos para eliminar la mayoría de los sólidos en suspensión. Por otra parte, los coagulantes de poliamina como los de poli-DADMAC son efectivos para la mayoría de los sólidos en suspensión.
Para los floculantes, vemos que existen los siguientes:
- Poliacrilamida aniónica
- Floculantes aniónicos
- Poliacrilamida no iónica
- Floculante Aniónico Sólido o líquido
- Floculante Catiónico Sólido o líquido
¿Qué coagulante elegir para el tratamiento del agua?
En el tratamiento del agua, se emplean los coagulantes metálicos mencionados anteriormente, la disponibilidad y asequibilidad serán algunas de las consideraciones que influyen en su uso; sin embargo, encontramos que existen coagulantes sintéticos que pueden disponer altas densidades de carga en moléculas relativamente grandes, algunos ejemplos son los coagulantes de biopolímeros de fuentes naturales (como hongos y fuentes vegetales). En general, estos producen menos sedimentos, son menos tóxicos y se consideran más seguros.
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Tratamiento de aguas residuales dentro de la industria
Las industrias aeroespaciales, metalmecánicas, químicas, petroquímicas, alimenticias y más, requieren de servicios especializados para el tratamiento de aguas residuales que optimicen las operaciones en su producción y gestión de productos y/o servicios.
Los coagulantes y floculantes para el tratamiento de aguas residuales se vislumbran dentro de los tanques industriales que pueden depositar o guardar iones metálicos, materia orgánica, detergentes, aceites, pesticidas, nitratos, plaguicidas, fosfatos, etc. si es que estos no se higienizan de la manera correcta y no cuentan con un sistema que brinde soluciones avanzadas como el Green Chemistry con tecnologías que alcanzan la sostenibilidad y que además reduzcan o eliminen el uso y la generación de sustancias peligrosas.
Si te interesa saber más acerca de los distintos tratamientos de agua que existen, quizá te puede interesar nuestro artículo: Sistemas de tratamiento de aguas: beneficios, procesos, equipos y tipologías.
Además de los múltiples sistemas de tratamientos de aguas residuales como la evaporización, flotación de aire disuelto, incineración e intercambio iónico; la coagulación y floculación, es funcional para eliminar mezclas y metales pesados con un agregado mediante sistemas de floculador tubular, tanques de reacción, electrocoagulación, dosificación o preparador de químicos.
A considerar:
Para la operación y mantenimiento de estos procesos industriales, será necesario abarcar parámetros puntuales que se vinculen con un trabajo de mantenimiento regular y que sean clave para el buen funcionamiento de los floculadores y coaguladores. Algunos de estos puntos son:
- Mantener un buen control de dosificación: Este punto será esencial cuando los productos químicos se traten con regularidad, ya que de esta manera se podrán observar las concentraciones y los resultados.
- Suficiente material y químicos para trabajar: Se debe de prevenir el material y los instrumentos requeridos
- Conocer las mezclas: Es fundamental saber mezclar las emulsiones y productos en los puntos adecuados.
- Infraestructura de la industria: La planta de tratamiento o la industria donde se trabaje, deberá tener condiciones e infraestructura adecuada para que los floculadores y coaguladores se encuentren cercanos entre sí durante los procesos.
Los procesos de coagulación y floculación se han vuelto más populares y usados dentro de las industrias, debido a que los requisitos de filtración son más estrictos dentro de las normas nacionales e internacionales, las cuales hablan acerca de las plantas de tratamientos de aguas residuales y su correcta implementación.
El uso de estos métodos incentiva la innovación y la higiene dentro de cualquier producción. Alcanzar la optimización hídrica no es una meta lejana para tu empresa. En Grupo Acura somos expertos en mejorar y optimizar tu negocio en todos los niveles industriales. ¡Contáctanos!
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Referencias
- Mazille Félicien. Coagulación-Floculación. SSWM, s/f. Consultado el 2 de enero del 2023.
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- TOPO DATA. COAGULACIÓN – FLOCULACIÓN. TOPO DATA, s/f. Consultado el 2 de enero del 2023.
