PROCESOS DE PROCESOS DE TRATAMIENTOTRATAMIENTO

COAGULACION-FLOCULACIONCOAGULACION-FLOCULACION

LUZ EDITH BARBA HO.Quimica MSc.

COAGULACIÓN - FLOCULACIÓN

IMPORTANCIA Y SU APLICACIÓN

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS

NATURALES RESIDUALES

TRATAMIENTO DE LAS TRATAMIENTO DE LAS AGUASAGUAS

COAGULACION QUIMICA

PROPÓSITOSREMOCIÓN DE:1.TURBIEDAD, Inorgánica y Orgánica2.COLOR , verdadero y aparente 3.BACTERIAS DAÑINAS Y OTROS

PATÓGENOS 4.ALGAS Y OTROS ORGANISMOS DEL

PLANCTON5.SUSTANCIAS PRODUCTORAS DE

OLOR Y SABOR6. FOSFATOS (PO4

-3 ) que sirven para crecimiento de algas

SÓLIDOS EN LAS AGUASSÓLIDOS EN LAS AGUASSUSPENDIDOS

DISUELTOS

COLOIDES

SD:RESIDUOFILTRABLE

SS:RESIDUONO FILTRABLE

GRUESAS

1000mu

FINAS

100mu

ULTRAFINAS1mu

MOLECULAS

SOLIDOS

TOTALES

Proceso relacionado con iones individuales, los cuales están en solución verdadera y dependen de la formación de un compuesto insoluble por reacción química.

PRECIPITACIÓN :

Efectiva por aglomeración de partículas coloidales en partículas de mayor tamaño las cuales pueden lentamente sedimentarse.

Se lleva a cabo donde la coagulación termina e involucra la formación de partículas de mayor tamaño

COAGULACIÓN :

FLOCULACIÓN:

ESTABILIDAD DE LOS ESTABILIDAD DE LOS COLOIDESCOLOIDES

POTENCIAL ZETAPOTENCIAL ZETA

EL POTENCIAL ZETA DE UNA SOLUCIÓN COLOIDAL PUEDE SER DETERMINADO MIDIENDO LA MOVILIDAD DE LAS PARTÍCULAS COLOIDALES BAJO UN EXAMEN MICROSCÓPICO CON UN INSTRUMENTO LLAMADO “ Medidor Zeta “.

Para coloides de Aguas Residuales típicas los valores del potencial Zeta oscilan entre 0.03 -0.06 Voltios.

FUERZAS ENTRE LAS PARTICULAS EN SISTEMAS COLOIDALES

ENERGIA

POTENCIAL

EFECTO COAGULANTEEFECTO COAGULANTE

                                                                           . 

DESESTABILIZAR COAGULACIÓN

SISTEMA COLOIDAL

DISMINUIR E repulsiónQUE MANTIENE LAS PARTÍCULASSEPARADAS

ENERGÍA DE INTERACCIÓN

FUERZAS DE VAN DER WAALS+

FUERZAS DE REPULSIÓN

LA ENERGIA DE INTERACCION LA ENERGIA DE INTERACCION PUEDE LOGRARSEPUEDE LOGRARSE

1. AUMENTO ENERGIA CINETICA Movimiento Browniano.Se neutraliza la

carga de la partícula.

2. ADICION DE IONES METALICOSNeutraliza la carga de la partícula y son absorbidos en forma hidrolizada en la superficie de partícula.a < EREPULSION < POTENCIAL ZETA Coagulación PZ = más o menos 0.0005 voltios

PODER DE LOS IONES PODER DE LOS IONES METALICOSMETALICOS

EL PODER COAGULANTE DE UN ION DEPENDE VALENCIA

PRINCIPALMENTE

IONMONOVALENTE DIVALENTE TRIVALENTE

1 < 30-60 < 600-1000

COAGULANTES PRIMARIOS COAGULANTES PRIMARIOS EN AGUAS NATURALES Y EN AGUAS NATURALES Y RESIDUALESRESIDUALES

ALUMBRE [ Al2(SO4)314H2O]

SALES DE HIERRO ( FeCl3,FeSO4)

CAL

REACCIONES FUNDAMENTALES EN EL PROCESO DE COAGULACION -FLOCULACION

1. MEZCLA RAPIDA

2.FLOCULACION

3.SEDIMENTACION

1. MEZCLA RAPIDA Al+3

Al2(SO4)14H2O + H2O SO4=

PRODUCTOS DE

HIDROLISISAl+3 + H2O Al(OH)+2 + H+

Al+3 + 2H2O Al(OH)2+ +2 H+

Al+3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+

Al+3 + 4H2O Al(OH)4- + 4H+

Las especies positivas neutralizan parte de las cargas negativas y ayudan a reducir el potencial zeta a un valor que permite la aglomeración.

Al+3 + COLOIDE Al ( COLOIDE)

PLANTA RIO CALI

PLANTA DE RIO CALICOAGULACION -ADICION DE

SULFATO DE ALUMINIO

MEZCLA RAPIDA

tiempo = 10 segundosRPM = 100 pH = 5.0 - 6.5 UNIDADES

EL ALUMBRE DEBE ESTAR BIEN DISTRIBUIDO EN LA MASA DE AGUA, ASI QUE HALLA UN BUEN CONTACTO CON LAS PARTICULAS COLOIDALES Y NO OCURRAN CAMBIOS INDESEABLES.

PO4-3 y SO4

= PUEDEN FORMAR COMPLEJOS CON Al +3 Y CAMBIAN LA EFECTIVIDAD DE LA COAGULACION Y EL pH.

FLOCULACION

Tiempo = 20 -30 minutos

RPM = 30-40

SE COMPLETA LA AGLOMERACION DEL MATERIAL COLOIDAL Y SE INCORPORA EN LA MASA DEL FLOC PRECIPITADO.

SEDIMENTACION

Tiempo = 30 minutos

EL FLOC SEDIMENTA Y QUEDA LIQUIDO CLARIFICADO.

PLANTA RIO CALI FLOCULADORES

SEDIMENTADORES Y FILTROS

ALCALINIDAD RESIDUAL

ES NECESARIO TENER UNA ALCALINIDAD RESIDUAL DURANTE LA COAGULACION PARA MANTENER EL pH > 5 Y ASEGURAR COMPLETA PRECIPITACION .

REACCIONES.

Al2(SO4)314H2O + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4

3Ca(HCO3)2 + 3H2SO4 3CaSO4 + 6CO2 +6H2O

Al2(SO4)314H2O + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 +3CaSO4 +

6CO2

600 partes de Alumbre 300 partes de alcalinidad

1 m/l 0,5 mg/l alcalinidad

600 partes de Alumbre 264 partes CO2

1 m/l 0,44 mg/l CO2

AYUDANTES DE COAGULACIONPOLIMEROS ORGANICO – SINTETICOS 0.1 - 0.2 mg

Sí la unidad monomérica contiene POLIELECTROLITOS grupos ionizables ( COO- , NH2

-, S-)

ANIONICOSCLASIFICACION IONICOS

DE CATIONICOSPOLIELECTROLITOS

ANFOLITOS ( IONES +, -)

POLIMEROS NO NO POSEEN GRUPOS IONIZABLES

IONICOS

POLIMEROS NO IONICOS

A. OXIDO DE POLIETILENO B. POLIACRILAMIDA

~~[-CH2-CH2-O]n ~~ ~~[ CH2 - CH ~ ] n

2HN-C=O

POLIELECTROLITOSA. ANIONICOS

a. Acido Poliacrílico

~~[ CH2 - CH ~ ]

-O- C=O

B.CATIONICOS

a. Polidialildimetilamonio ( PDADMA Cat-floc)

CH2 +n

C CH-CH2 ~~

2HC C

N CH3 CH3

+

INVOLUCRA LA FORMACION DE AGLOMERADOS DE MAYOR TAMAÑO (REDES, ABIERTAS).

1 . EN ESTE PROCESO EL FLOC CRECE Y AUMENTA A TAL TAMAÑO QUE SE OBTIENE UNA REMOCION ADICIONAL DE COLOIDES POR ATRAPAMIENTO EN EL FLOC.

2. UNA MEZCLA SUAVE DA LUGAR A LA FLOCULACION DANDO A LAS PARTICULAS UNA OPORTUNIDAD DE CONTACTO ADICIONAL PUENTEARSE Y FORMAR LA RED.

3. A MENUDO LA FLOCULACION PUEDE MEJORARSE POR ADICION DE POLIELECTROLITOS Y / O OTRAS AYUDAS FLOCULANTES.

FLOCULACION

AYUDANTE DE FLOCULACION

PRUEBA DE JARRAS