5-1 Función de la coagulación y la floculación en el tratamiento del agua
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filtración. A continuación se ofrece una perspectiva general de los procesos de floculación y coagulación. El objetivo del proceso de coagulación depende de la fuente del agua y de la naturaleza de los componentes orgánicos suspendidos, coloidales y disueltos. La coagulación por la adición de químicos como el alumbre y sales de hierro y polímeros orgánicos puede implicar:
Proceso de coagulación
1. la desestabilización de pequeña materia coloidal y suspendida 2. la adsorción y reacción de porciones de NOM coloidal y disuelta. 3. la creación de precipitados floculantes que se extienden por el agua atrapando todo el material suspendido, coloidal y disuelto en el momento en que se asienta. Coagulantes como el sulfato de aluminio (alumbre), el cloruro férrico y el sulfato férrico se hidrolizan con rapidez cuando se mezclan con agua para tratarla. Cuando esos químicos se hidrolizan, forman precipitados insolubles que desestabilizan partículas, adsorben la superficie de las partículas y neutralizan su carga (y por lo tanto reducen las fuerzas repulsivas). Los polielectrolitos orgánicos naturales o sintéticos (polímetros con grupos funcionales con cargas múltiples) también se utilizan para desestabilizar partículas. Debido a las diferentes reacciones contrarias, la teoría de la coagulación química es compleja. Por ello, las reacciones simplificadas que se presentan aquí y en otros libros para describir los diferentes procesos de coagulación sólo pueden considerarse aproximaciones, puesto que las reacciones quizá no se desarrollen exactamente como se indica. El propósito de la floculación es producir partículas mediante agregación, las cuales se puedan eliminar después mediante procedimientos como la sedimentación por gravedad y la filtración. Se pueden identificar dos tipos generales de floculación: 1) microfloculación (también conocida como floculación pericinética), en la que la agregación de partículas se produce por el movimiento térmico aleatorio de moléculas fluidas (conocido como movimiento browniano; vea sección 4-14), y 2) macfrofloculación (también conocida como floculación ortocinética), en la que la agregación de partículas se produce mediante la inducción de gradientes de velocidad mezclando suavemente el fluido que contienen las partículas. Por lo general, el mezclado o la floculación insume de 20 a 40 minutos. Otra forma de macrofloculación es producida por la caída diferencial en el que grandes partículas se adhieren a las pequeñas para formar partículas más grandes. Las partículas agregadas forman grandes masas de partículas débilmente ligadas, conocidas como flóculos, los cuales son lo suficientemente grandes como para asentarse con relativa rapidez o para ser fácilmente eliminables mediante el filtrado del agua.
Proceso de floculación
Cuando se trata de diseñar instalaciones de coagulación y floculación, los ingenieros deben considerar cuatro cuestiones relativas a los procesos: 1) el tipo y concentración de coagulantes y aceleradores de floculación, 2) la intensidad del mezclado y el método que se utilizará para dispersar los químicos en el agua
Cuestiones prácticas de diseño