El agua de un río o lago suele tener sedimentos en suspensión, como arenas o arcillas Asimismo, los efluentes líquidos pueden contener una gran variedad de contaminantes, como materia disuelta, metales tóxicos, grasas y aceites o hidrocarburos. Estos contaminantes pueden encontrarse completamente disueltos, pero también pueden encontrarse en forma de partículas suspendidas.

Tanto en una planta potabilizadora, como en una planta de tratamiento de efluentes, , las partículas más grandes pueden separarse de forma espontánea en un desarenador o sedimentador. Sin embargo, por debajo de cierto tamaño, las partículas son tan finas que responden al movimiento browniano, un movimiento aleatorio que no depende de las fuerzas gravitatorias. Esto implica que no se separan de forma espontánea, sino que se mantienen suspendidas en forma estable; se les denomina “partículas coloidales”. 

Una particularidad de estas partículas es que suelen tener una carga eléctrica negativa, que las repele entre sí. Por lo tanto, como primer paso para eliminar estos contaminantes, es importante eliminar dicha repulsión electrostática. Esto se logra habitualmente mediante la adición de un coagulante.

¿Qué son los coagulantes?

Los coagulantes son productos químicos conformados básicamente por sales metálicas de carga positiva. Al incorporarlos al líquido, los iones metálicos contrarrestan las cargas negativas de las partículas coloidales, por lo que se elimina la repulsión y tienen la capacidad de unirse unas con otras. Algunos ejemplos de coagulantes son el PAC (hidroxicloruro de aluminio), el sulfato de aluminio o el cloruro férrico.

Sin embargo, para mejorar y acelerar el proceso, en muchos casos se opta por incorporar un floculante además del coagulante. Los floculantes son productos químicos muy ramificados, generalmente polielectrolitos de bajo o alto peso molecular y con cargas positivas o negativas. Su función es actuar como una gran red, que se adhiere a las pequeñas partículas coloidales y efectivamente las une entre sí, formando los llamados “flocs” o flóculos.

Estos flóculos son observables a simple vista, y se separan con mucha mayor facilidad, mediante procesos como la sedimentacióno la flotación DAF .

La coagulación y floculación en las plantas potabilizadoras y depuradoras

En las plantas potabilizadoras o depuradoras, los procesos de coagulación y floculación son muy frecuentes. La dosificación y mezcla de los productos químicos se puede lograr mediante diferentes métodos:

• En procesos sencillos que no requieren grandes cantidades de productos químicos, por ejemplo, en el sedimentador secundario de una planta modular, puede dosificarse un coagulante de forma directa para favorecer la separación del lodo y bajar las concentraciones de ciertos parámetros, como el fósforo. En estos casos, no es tan habitual incorporar un floculante.
• Cuando el proceso debe optimizarse más, por ejemplo, antes de la aplicación de un proceso DAF, se suele contar con un proceso de coagulación y floculación dedicado. La forma más sencilla de lograr una mezcla íntima entre el producto y el líquido, con bajos costos, es la utilización de un floculador estático, que consiste en unas tuberías que cambian la dirección de circulación drásticamente, permitiendo altas turbulencias en su interior.

En plantas grandes o cuando la cantidad de productos a dosificar desea optimizarse al máximo, como por ejemplo en una planta potabilizadora, se suelen incorporar tanques de coagulación y floculación con agitadores. En ellos, es importante diseñar de forma adecuada los tiempos de residencia y la intensidad del mezclado, para lograr una homogeneización óptima sin llegar a romper los flocs. Un ejemplo de equipo óptimo para esta aplicación son los mezcladores hiperbólicos INVENT.

En Bioingepro somos especialistas en el diseño, fabricación y operación de plantas de tratamiento de efluentes, incluyendo los procesos de coagulación y floculación. Contamos con amplia experiencia y estamos disponibles para asesorarlos. En caso de requerir mayor información o necesitar un presupuesto, no dude en consultarnos.