Los procesos de apoyo a la clarificación, como la coagulación y la floculación, ayudan a eliminar sólidos en suspensión, aceites, materia orgánica (color y COT) y dureza en el tratamiento de agua de entrada y de efluentes. Así, las empresas pueden acondicionar su agua bruta para utilizarla como agua de proceso, cumplir de forma constante los límites de vertido y reutilizar el agua a un coste razonable, y las plantas piloto de tratamiento de agua ayudan a optimizar estos procesos.
¿Qué es la floculación?
La floculación es una técnica de tratamiento de agua en la que las partículas se agrupan en aglomerados más grandes, llamados flóculos, que después se separan del agua. Puede producirse de forma natural o con ayuda de reactivos químicos, y se utiliza ampliamente en la depuración de aguas residuales, el tratamiento de aguas pluviales y la potabilización.
La eliminación de sólidos en suspensión es uno de los requisitos del agua tratada que sale de las depuradoras: las partículas sólidas alteran el color del agua y arrastran contaminantes a ríos y mares.
Además, hay que reducir la concentración de fósforo, porque su vertido a los cauces favorece la proliferación de algas y se ha relacionado con mortandades masivas de peces y otras especies acuáticas.
Algunas actividades industriales generan efluentes con mucho fósforo, que pueden requerir un pretratamiento antes de enviarse a la depuradora.
¿Qué son los floculantes?
Los floculantes son compuestos que favorecen la aglomeración de partículas finas en un líquido para formar flóculos, que después flotan (flotación) o se depositan en el fondo (decantación), lo que facilita su separación.
Existen floculantes inorgánicos y orgánicos, con distintas cargas, pesos moleculares, densidades de carga y morfologías.
Hoy se utilizan sobre todo floculantes poliméricos orgánicos, porque logran la floculación con dosis muy bajas. Sin embargo, su baja biodegradabilidad y la posible dispersión de monómeros tóxicos en el medio están desplazando el interés hacia biopolímeros más respetuosos con el medio ambiente.
Estos tienen una vida útil más corta y requieren dosis mayores que los polímeros sintéticos, por lo que se están desarrollando soluciones híbridas que injertan polímeros sintéticos sobre polímeros naturales para obtener floculantes a medida con lo mejor de ambos.
¿Cómo funciona la floculación en una planta de tratamiento?
La floculación es un proceso químico: se añaden reactivos al agua de forma secuencial para que las pequeñas partículas sólidas se agrupen en una masa mayor, el flóculo. El tratamiento se realiza por etapas:
Primera etapa: neutralizar la carga de las partículas
Las partículas sólidas en suspensión tienen carga negativa. Al agua se le añade un coagulante, como el sulfato de aluminio, cuyas moléculas de carga positiva neutralizan las partículas y les permiten agruparse.
Segunda etapa: agitar el agua
Al principio se necesita una agitación intensa para que el coagulante se distribuya por toda el agua. Cuando empieza la floculación, se reduce la energía de mezcla para que los flóculos no se rompan.
Tercera etapa: añadir un polímero cuando empieza a formarse el flóculo
El polímero une los microflóculos en macroflóculos, aumenta la masa de las partículas agrupadas y las mantiene unidas aunque el agua se agite ligeramente.
Cuarta etapa: separar los flóculos
Terminada la floculación, las masas sólidas se separan del agua por decantación, en la que el flóculo se deposita en el fondo, o por filtración, en la que queda retenido en el medio filtrante. Al lavar los filtros hay que asegurarse de que el flóculo rico en fósforo se recoge y se gestiona correctamente.
Ventajas de la coagulación y la floculación
La forma de encontrar la solución adecuada en las plantas piloto es realizar una evaluación completa del sistema, que incluya las necesidades del cliente y un análisis de costes. Con los resultados se diseña un programa de tratamiento con coagulantes y floculantes, junto con recomendaciones de aplicación y operación. Este enfoque ofrece las siguientes ventajas:
- clarificación y flotación con un coste eficiente
- espesamiento y deshidratación de fangos eficientes, con fangos más secos
- clarificación del agua de entrada optimizada para reducir la carga iónica y el ensuciamiento de los tratamientos posteriores
- menos fango en las purgas del decantador y en el flotado del DAF
- un coste total de operación mínimo
- menor generación de sólidos al pasar de reactivos inorgánicos a orgánicos
- mejor rendimiento de los filtros posteriores
- mejor funcionamiento de cada etapa y mejor calidad del efluente.
Conclusión
La floculación sigue siendo una parte fundamental del tratamiento del agua. Cuando planifique su planta piloto de tratamiento de agua, tenga en cuenta las necesidades de optimizar el proceso de floculación.
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