Buena parte de la carga contaminante de un efluente industrial no está en forma de partículas que se puedan retener con un filtro, sino como coloides: partículas tan finas que permanecen en suspensión de forma indefinida.
No decantan porque tienen carga eléctrica superficial —habitualmente negativa— y se repelen entre sí. Mientras esa repulsión se mantiene, no se agrupan y no sedimentan. La coagulación y la floculación son las dos etapas que resuelven ese problema, y son procesos distintos que con frecuencia se confunden.
Coagulación: neutralizar la carga
Consiste en anular la repulsión entre partículas mediante la adición de un coagulante, habitualmente una sal metálica de hierro o de aluminio, que aporta cationes.
Al neutralizarse la carga superficial, las partículas dejan de repelerse y pueden aproximarse. Además, en las condiciones adecuadas el coagulante precipita como hidróxido y arrastra por barrido las partículas que encuentra a su paso.
La coagulación requiere una mezcla rápida y enérgica: el reactivo tiene que distribuirse por todo el volumen en un tiempo muy corto, porque la reacción de hidrólisis es prácticamente instantánea. Una dosificación mal mezclada consume reactivo sin efecto.
Floculación: hacer crecer el flóculo
Una vez desestabilizadas, las partículas tienen que colisionar y unirse hasta formar agregados con tamaño y densidad suficientes para separarse del agua.
Aquí entra el polielectrolito, un polímero de cadena larga que actúa por un mecanismo distinto al del coagulante: sus cadenas se adsorben sobre varias partículas a la vez y las unen físicamente, formando puentes. El resultado es un flóculo más grande, más resistente y que decanta mejor.
La floculación requiere lo contrario que la coagulación: mezcla lenta y prolongada. La agitación tiene que ser suficiente para favorecer las colisiones, pero no tanta como para romper el flóculo que se acaba de formar. Es el ajuste más delicado del proceso.
Elegir el polielectrolito
Los polielectrolitos se clasifican según la carga de su cadena:
- Aniónicos, con carga negativa. Se emplean habitualmente después de un coagulante metálico, actuando por puente sobre partículas ya desestabilizadas.
- Catiónicos, con carga positiva. Actúan además por neutralización, por lo que en algunos efluentes —especialmente los de carga orgánica— pueden trabajar con menos coagulante o sin él. Son los habituales en deshidratación de fangos.
- No iónicos, que actúan solo por puente.
Dentro de cada familia hay productos de distinto peso molecular y densidad de carga, y la diferencia de rendimiento entre uno y otro sobre el mismo efluente puede ser considerable. La selección se hace experimentalmente, con ensayos de jarras sobre el agua real.
Lo que condiciona el resultado
El pH. Es el factor que más influye. Cada coagulante tiene un rango de pH en el que precipita de forma eficaz, y fuera de él el rendimiento cae aunque la dosis sea correcta. En muchos efluentes industriales hay que corregir el pH antes de coagular.
La dosis. Tiene un óptimo, no una relación creciente. Por encima de cierta cantidad, el exceso de coagulante puede reinvertir la carga de las partículas y volver a estabilizarlas, empeorando el resultado y aumentando la producción de fango.
La energía de mezcla en cada etapa, y el tiempo de cada una.
La temperatura, que afecta a la velocidad de las reacciones y a la viscosidad del agua, y por tanto a la decantación. Un proceso ajustado en verano puede necesitar corrección en invierno.
La preparación del polielectrolito. Un polímero mal hidratado no forma puentes. La hidratación completa, sin grumos y sin romper las cadenas por agitación excesiva, es condición para que el reactivo haga su trabajo.
El fango generado
Todo lo que se retira del agua acaba en el fango, y su gestión suele ser la partida de coste dominante del proceso.
Por eso el ajuste de dosis no es solo una cuestión de rendimiento de depuración: una sobredosificación de coagulante aumenta de forma directa el volumen de fango a deshidratar, transportar y gestionar. El mismo polielectrolito interviene después en esa deshidratación, con productos y dosis específicas para esa etapa.
Cómo se define el tratamiento
Con la caracterización del efluente —carga, naturaleza de los contaminantes, pH, variabilidad a lo largo del día y del proceso productivo— y con el límite de vertido aplicable.
El ensayo de jarras determina el coagulante, el polielectrolito, las dosis y el pH de trabajo. Cuando el efluente es variable, conviene ensayar sobre varias muestras representativas de las distintas condiciones de producción, no sobre una sola.
Puede consultar nuestros equipos de preparación de polielectrolito, nuestras soluciones de reutilización, o escribirnos con la caracterización de su efluente.
