COAGULACINLa coagulacin es un proceso fisicoqumico tendiente a formar partculas mas grandes y de mayor peso por unidad de volumen (mayor densidad o peso especfico). La coagulacin consiste en la dosificacin de compuestos qumicos que provocan la formacin de polmeros que atrapan o encapsulan las partculas coloidales (partculas de muy pequeo tamao), que por si mismas nunca lograran separarse del lquido que las contiene.En la prctica se emplean coagulantes muy diversos entre ellos tenemos: Sulfato de Aluminio Sulfato Ferroso Sulfato Frrico Otros agentes que tambin se emplean para coagular y que se les llama auxiliares de la coagulacin son: la cal o hidrxido de calcio y el carbonato de sodio. Estos compuestos favorecen la coagulacin al ajustar el valor del pH a un valor ptimo para la formacin del polmero que atrapa las partculas o para incrementar la alcalinidad del agua y favorecer la aparicin del coagulo.

FLOCULACIN:La floculacin es un fenmeno de carcter fsico y qumico, que provoca la formacin de conglomerados de flculos o partculas a partir de los cogulos formados en el proceso de coagulacin. Los floculantes consisten de polmeros sintticos de muy alto peso molecular, que tienen una estructura morfolgica muy especial, que causa que los cogulos formados se adhieran a los ramales de estas molculas gigantes, por mecanismos de fuerzas de adhesin fsicas, as como por fuerzas de atraccin electrosttica y de otro tipo (fuerzas de London, de Van Der Waals, etc.).

El resultado final de un proceso coagulacin/floculacin es: Coagulacin: la formacin de partculas de mayor tamao y peso especfico, a partir de material coloidal por un proceso de coagulacin. Floculacin: La formacin de partculas de mayor tamao y densidad, a partir de los cogulos producidos anteriormente que floculan por la accin de un agente qumico En la prctica, la coagulacin se efecta agregando los reactivos necesarios en un recipiente provisto de una turbina de agitacin, que gira a alta velocidad, y que mezcla vigorosamente el o los reactivos y el agua a tratar. A continuacin y despus de la coagulacin, la floculacin se lleva a cabo en un tanque provisto de paletas que giran a baja velocidad, y promueven la interaccin y choques entre partculas para que se forme un flculo de mayor tamao y densidad, que sea capaz de vencer la resistencia del fluido y provoque la separacin del slido del fluido.

MECANISMO Y REACCIONES QUMICAS DE LA COAGULACIN Y FLOCULACIN: En la formacin de cogulos y flculos necesarios para separar la mayora de los slidos suspendidos del lquido Ingeniera de Tratamiento y Acondicionamiento de Aguas 3-4 Separacin de slidos suspendidos por sedimentacin sobrenadante, ocurren una serie de reacciones qumicas al agregar el coagulante que favorecen la formacin de partculas de mayor tamao que las partculas coloidales suspendidas. Cuando ocurre la reaccin de polimerizacin de los agentes coagulantes, estos atrapan las partculas coloidales y las integran a su estructura del coagulo formado. Algunas de las reacciones que ocurren con el coagulante son las siguientes. Con el sulfato de aluminio:Al2(SO4)3 + 6HCO3 - 2Al(OH)3 + 6CO2 + 3SO4 -2 (1)Con el sulfato ferroso el agua reacciona en una secuencia de procesos como los descritos en las siguientes reacciones: FeSO4 + 2HCO3 - Fe(HCO3)2 + SO4 -2 (2) Fe(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 Fe(OH)2 + 2CaCO3 +2H2O (3) Fe(OH)2 + H2O Fe(OH)3 + H+ (4)

El hidrxido de aluminio y el hidrxido de fierro formados en las reacciones 1 y 4 anteriores, forman precipitados gelatinosos a los que se adhieren un gran nmero de partculas coloidales suspendidas que quedan atrapados en su red de polimerizacin.En estas reacciones se hace evidente que la alcalinidad del agua en forma de carbonatos y bicarbonatos as como el pH, son decisivos para que se favorezcan las reacciones de hidrlisis del fierro y el aluminio. Las condiciones ms adecuadas para que ocurran las reacciones de polimerizacin no son predecibles ya que la composicin de las aguas que se mide con parmetros tales como; alcalinidad, pH, etc. es muy variable para diferentes tipos de agua, por lo que las mejores condiciones para una muestra de agua especifica pueden ser muy diferentes para otra muestra de agua de diferente composicin.La floculacin que atrapa los cogulos formados y forma partculas de mayor tamao y peso, tambin depende de caractersticas del agua as como de la carga de las partculas. Si estas se encuentran cargadas positivamente o negativamente deber agregarse un floculante que neutralice las cargas. Si los cogulos no tienen carga se deben emplear floculantes no inicos. Para saber la combinacin y la dosis de coagulante y floculante que debe emplearse para tener mejores resultados en la separacin de slidos suspendidos debern efectuarse una serie de pruebas empricas cambiando dosis y reactivo y observando sus resultados. A estas pruebas se les llama prueba de jarras las cuales se realizan en laboratorio, tal y como se describe en el apndice del texto. Los resultados de los experimentos se extrapolan a la planta operativa y con ellos se establecen las condiciones de operacin de la planta de tratamiento.Los factores que pueden promover la coagulacin-floculacin son el gradiente de la velocidad, el tiempo y elpH. El tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la probabilidad de que las partculas se unan y da ms tiempo para que las partculas desciendan, por efecto de lagravedad, y as se acumulen en el fondo. Por otra parte el pH es un factor prominente en la accin desestabilizadora de las sustancias coagulantes y floculantes.La solucin floculante ms adecuada a la naturaleza de los materiales en suspensin con el fin de conseguir aguas decantadas limpias y la formacin de lodos espesos se determina por pruebas, ya sea en laboratorio o en el campo.En laminera, los floculantes utilizados sonpolmerossintticos de altopeso molecular, cuyas molculas son de cadena larga y con gran afinidad por las superficies slidas. Estas macromolculas se fijan poradsorcina las partculas y provocan as la floculacin por formacin de puentes interpartculas.

Coadyuvantes de la floculacin Las dificultades que pueden presentar algunos coloides desestabilizados para formar flculos pesados que sedimentan bien han dado lugar a la bsqueda de sustancias que ayudan a la formacin de estos flculos. Entre las dificultades que se pueden presentar en un proceso de floculacin estn: - Formacin de flculos pequeos de lenta sedimentacin. - Formacin lenta de flculos. - Flculos frgiles que fragmentan en los procesos de acondicionamiento del lodo. - Formacin de microflculos que pasan por los filtros.

Para eliminar estas dificultades y lograr flculos grandes y bien formados de fcil sedimentacin se han utilizado sustancias y procedimientos muy variados. Los ms usados son los siguientes: Oxidantes: Como la percloracin, que en parte oxida la materia orgnica y rompe enlaces en los coloides naturales, ayudando a una mejor floculacin posterior.Adsorbentes: Las aguas muy coloreadas y de baja mineralizacin en que los flculos de aluminio hierro tienen muy poca densidad, coagulan muy bien al aadir arcilla que da lugar a que se adsorba y origine flculos pesados de fcil sedimentacin. Otros adsorbentes son la caliza pulverizada, slice en polvo y carbn activo. Slice activa: Algunos compuestos inorgnicos pueden ser polimerizados en agua para formar polmeros floculantes inorgnicos. Este es el caso de la slice activa que presenta una alta efectividad como auxiliar del tratamiento con Alumbre.

Polielectrolitos Son polmeros orgnicos con carga elctrica. Inicialmente se utilizaron los de origen natural, como almidn, celulosa, gomas de polisacridos, etc. Hoy se usan una gran variedad de polielectrolitos sintticos. Pueden actuar solos o como coadyuvantes para floculacin. Los polielectrolitos pueden clasificarse en: -Catinicos: Cargados positivamente. - Aninicos: Cargados negativamente. - No inicos: No son polielectrolitos en sentido estricto aunque exhiben en disolucin muchas de las propiedades floculantes de los anteriores.

Los polielectrolitos catinicos son poliaminas que se hidrolizan en agua como sigue: R1 R2 NH + H2O R1 R2 NH2 + + OHPuesto que la hidrlisis da OH- , a pH alto se fuerza la reaccin a la izquierda y el polmero se vuelve no inico. De forma semejante, los polmeros aninicos incorporan a su estructura un grupo carboxilo que en agua se ioniza del siguiente modo: RCOOH RCOO- + H+ Un pH bajo fuerza la reaccin a la izquierda y transforma el polmero aninico en no inico. Segn esto, generalmente se usan los polmeros catinicos a bajos pHs y los aninicos a altos pHs. Esto no significa que en caso contrario dejen de funcionar, lo que ocurre es que se transforman en no inicos, lo que har variar en cierto modo su efectividad en el tratamiento concreto a que se aplican.

http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdfhttp://www.oocities.org/edrochac/sanitaria/sedimentacion3.pdf