Coagulación y Floculación en el tratamiento de agua: Bombas dosificadoras y mezcladoras

Las bombas dosificadoras y mezcladoras se utilizan en varios procesos dentro del tratamiento de aguas y aguas residuales municipales e industriales. Estos productos son cruciales en varios procesos del tratamiento; como desinfección, equilibrio de pH, filtración, coagulación y floculación. Los productos confiables y precisos permiten que los operadores en las plantas de tratamiento de agua se concentren en el proceso al poder confiar en el equipo de soporte.

La coagulación y la floculación son procesos esenciales para separar y eliminar los sólidos suspendidos en el agua y el tratamiento de aguas residuales. Estos procesos mejoran la claridad del agua y reducen la turbidez. La coagulación y la floculación extraen los sólidos en suspensión que pueden tardar días o incluso décadas para asentarse en el agua de forma natural.

Ambos procesos requieren que se agreguen tanto agitación física como coagulantes al proceso de tratamiento del agua. Esto optimiza el tiempo de procesamiento, la calidad del agua y el costo del tratamiento.

En última instancia, los procesos de coagulación y floculación convierten el agua turbia en agua clara al acelerar el tiempo que tardan las partículas en asentarse. Una vez que estas partículas se han asentado, se pueden filtrar.

La coagulación es el proceso que neutraliza los sólidos suspendidos cargados en el agua. Como las partículas naturales son típicamente negativas, los coagulantes o productos químicos cargados positivamente se agregan al proceso para neutralizar la carga.

Los coagulantes alteran la carga eléctrica de las partículas suspendidas, lo que hace que se aglutinen: es un proceso de neutralización de carga. Imagine un imán: no es posible unir dos polos negativos en un imán, ya que la carga similar crea una fuerza repelente.

Al igual que los imanes, las partículas coloidales que llevan la misma carga se repelen entre sí. Cuando millones de partículas se repelen entre sí, la claridad del agua disminuye. La neutralización de la carga eléctrica permite que las partículas se agrupen formando flóculos. A partir de este punto, las partículas agrupadas se pueden filtrar. No obstante; cuanto más grandes sean los flóculos de partículas, más fácil será filtrarlos. El proceso de aumentar el tamaño de los flóculos se conoce como floculación.

Hay dos tipos diferentes de coagulantes que se utilizan: orgánicos e inorgánicos. Los coagulantes inorgánicos, o sales inorgánicas, suelen ser un tipo de sal de aluminio o hierro. El sulfato de aluminio, comúnmente conocido como alumbre, y el cloruro férrico son populares y muy utilizados. Sin embargo, para que sea eficaz, el coagulante debe aplicarse y agregarse al agua en proceso correctamente.

La determinación de la cantidad y el tipo de coagulante utilizado cambia según una variedad de condiciones del proceso. Muchas condiciones externas y ambientales diferentes afectan la forma en que se trata el agua cruda, lo que cambia la cantidad y el tipo de productos químicos que debe usar la planta de tratamiento. Por ejemplo, una lluvia intensa tendrá un gran impacto en el agua influente o cruda en una planta de tratamiento municipal.

La prueba de la jarra es un método estándar en el que se prueban varias cantidades de coagulante y tiempos de floculación en una muestra de agua cruda. Se deben probar varias muestras antes de la implementación en un volumen mayor del proceso de tratamiento.

Los coagulantes orgánicos, también conocidos como polímeros, se utilizan de manera predominante en los procesos de tratamiento de agua. Si bien los polímeros son más caros por peso en comparación con los coagulantes inorgánicos, se puede usar en menor cantidad.

Además, el proceso de coagulación utiliza fluidos de mayor viscosidad para tratar el agua. Por lo general, hay dos tipos de fluidos viscosos que se encuentran en estos procesos: newtoniano y tixotrópico.

Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad que no cambia en función de la tensión mecánica que se les aplica, mientras que los fluidos tixotrópicos tienen una viscosidad que cambia bajo la aplicación de tensión mecánica o cizallamiento. La viscosidad tixotrópica también se conoce como adelgazamiento por cizallamiento, y la viscosidad se reduce con el tiempo a medida que el fluido cizalla. Por esta razón, es importante seleccionar un producto de bombeo que sea compatible con viscosidades más altas.

Si bien el proceso de coagulación es crucial, también puede ser costoso. El costo se determina principalmente por la cantidad de productos químicos que se utilizan en el proceso. Si bien el polímero puede ser más caro por peso, puede ser más eficaz que una sal inorgánica. La eficacia del polímero se puede aumentar si se prepara el volumen de polímero adecuado para asegurarse de que reaccione por completo con el agua del proceso, lo que a su vez reduce el uso de polímero y puede tener una ventaja de costo sobre la sal inorgánica.

Los productos químicos inorgánicos requieren que el operador de la planta de tratamiento logre un equilibrio que requiere una dosificación precisa de los productos químicos. Es probable que demasiado producto químico requiera corrección del pH; mientras que, una cantidad insuficiente, puede resultar en un tiempo de procesamiento adicional para alcanzar la condición deseada.

Los procesos de coagulación requieren mucho tiempo y, por esa razón, pueden resultar costosos. Es importante que las plantas de tratamiento de agua optimicen su proceso con tecnologías rentables.

Los dispositivos de medición, como los detectores de corriente de flujo, miden la densidad de carga neta de las partículas en una muestra de agua. Estos dispositivos ayudan a mejorar y agilizar los procesos de coagulación porque miden cómo está funcionando el proceso en tiempo real.

Además, la mezcla instantánea puede ser una limitación importante para los agitadores en los procesos de coagulación. La mezcla instantánea en el proceso de coagulación requiere un flujo vigoroso en un período de tiempo muy corto, por lo general, menos de un minuto. Por esta razón, es importante seleccionar un motor y un impulsor adecuados para lograr los resultados deseados.

Mientras que la coagulación es principalmente un proceso químico; la floculación es el agrupamiento de partículas a través de un proceso físico. Una vez que ha tenido lugar el proceso de coagulación, el proceso de floculación comienza con la agitación o mezcla del fluido. Esto permite que algunos de los sólidos suspendidos comiencen a unirse y a formar grupos más grandes. Este proceso es asistido por la adición de floculantes y mezcladores.

Una vez neutralizada la carga de las partículas coloidales, mezclar el fluido del proceso permite que se junten más partículas. El objetivo de este proceso es que las partículas agrupadas alcancen un estado en el que se puedan filtrar con más facilidad.

La mezcla del agua del proceso con la adición de floculantes permite que las partículas coloidales se peguen y formen grupos cada vez más grandes. El desafío de este proceso es que se debe agitar el líquido sin separar las partículas. Por esta razón, es importante considerar el cizallamiento de mezcla en el fluido.

LMI tiene una red global de expertos en aplicaciones y dosificación de productos químicos que ayudan a los profesionales de tratamiento del agua a mejorar sus operaciones. Además, LMI produce bombas dosificadoras de químicos confiables y precisas, y proporciona mezcladores confiables para estas aplicaciones en particular. Al utilizar la red de expertos y productos de LMI, las plantas de tratamiento de agua pueden reducir sus costos y mejorar sus procesos.