Coagulación y Floculación. Floculación en el tratamiento de aguas.

Somos conscientes de que el agua es esencial para el mantenimiento de la vida en nuestro planeta y es esencial para el desarrollo de la sociedad. Sin embargo, como se muestra en el texto "Tipos de contaminación del agua”, Este recurso hídrico está siendo contaminado de diversas formas, lo que puede transmitir enfermedades como el cólera y el tifus.

Independientemente de su origen, ya sea que provengan de ríos, lagos y presas, o de capas freáticas subterráneas, todas estas fuentes de agua son propensas a la contaminación. Por eso, antes de ser enviada a nuestros hogares, el agua de estos manantiales pasa primero por el Plantas de tratamiento de agua (ETA).

Vale la pena enfatizar la diferencia entre los ETA y las ETE (Plantas de tratamiento de aguas residuales). Como se indica, en las DITE, el tratamiento que se realiza es el agua dulce que se encuentra en la naturaleza que contiene residuos orgánicos, sales disueltas, metales pesados, partículas en suspensión y microorganismos. Estas aguas tratadas se envían a hogares, industrias y otros establecimientos para su consumo. En las ETEs, el tratamiento que se realiza es de aguas residuales residenciales e industriales, y, una vez tratada, esta agua puede ser introducido nuevamente en ríos y lagos sin causar un gran impacto ambiental como lo haría si fuera vertido directamente sin el tratamiento.

Uno de los pasos en el proceso de tratamiento del agua en las ETA implica la coagulación y el floculación. En estas aguas que serán tratadas existen impurezas cuyas partículas son coloidales, es decir, tienen un diámetro promedio entre 1 y 1000 nm. Por ser pequeños, no se asientan (no se asientan en el fondo del recipiente) bajo la acción de la gravedad.

Por lo tanto, es necesario agregar al agua. coagulantes químicos. Generalmente, aquí en Brasil, el coagulante utilizado es el sulfato de aluminio (Al₂(SOLO₄)₃). Pero existen otros agentes químicos que se pueden utilizar con esta misma función, como sales de hierro (III) o todavía polímeros orgánicos. Estos coagulantes son insolubles en agua y generan iones positivos (cationes) que atraen impurezas cargadas negativamente en el agua.

Químicamente, podemos explicarlo así: el sulfato de aluminio genera los siguientes iones en el agua:

Alabama₂(SOLO₄)₃ → 2 Al³⁺ + 3 ASÍ₄^2-

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Una pequeña parte de los cationes Al³⁺ neutraliza las cargas negativas de las impurezas presentes en el agua, y la mayoría de ellas interactúan con los iones hidroxilo (OH^-) del agua, formando hidróxido de aluminio:

Alabama₂(SOLO₄)₃ + 6 H₂O → 2 Al (OH)₃ +6 H⁺ + 3 ASÍ₄^2-

Este hidróxido de aluminio es un coloide cargado positivamente que neutraliza las impurezas coloidales cargadas negativamente en el agua. Tenga en cuenta que hay un exceso de H⁺, que hace que el medio sea ácido y puede prevenir la formación de hidróxido de aluminio. Por lo tanto, con el coagulante, se agrega al agua algún compuesto que aumenta el pH (alcalinidad) del medio, como las bases de hidróxido de calcio (Ca (OH)₂) e hidróxido de sodio (NaOH), o una sal básica como el carbonato de sodio (Na₂CO₃), conocido como refresco.

Así, las partículas contaminantes se desestabilizan y aglutinan, lo que facilita su deposición o aglomeración en flóculos. Podemos decir entonces que la coagulación es un proceso químico utilizado para desestabilizar partículas coloidales.

En la parte siguiente y complementaria, llamada floculación, el agua se agita fuertemente durante unos 30 segundos mediante un agitador mecánico, como se muestra en la figura siguiente, para aumentar la dispersión del coagulante. Posteriormente, el sistema se agita lentamente, permitiendo el contacto entre las partículas.

Agitador mecánico utilizado en la floculación del agua.

Estos flóculos formados se envían luego a otra etapa de tratamiento, que es la sedimentación y decantación, donde se depositan en el fondo de los tanques y se recolectan. El texto

Separación de mezclas por decantación muestra de qué se trata este proceso físico.

El proceso de coagulación / floculación se considera un tipo de tratamiento terciario de aguas residuales, ya que emplea técnicas fisicoquímicas para eliminar contaminantes específicos. Desafortunadamente, esta es una tecnología para transferir contaminantes del agua a otro lugar, ya que se convierten en desechos sólidos, pero la contaminación no se destruye.

Por Jennifer Fogaça
Licenciada en Química

¿Le gustaría hacer referencia a este texto en una escuela o trabajo académico? Vea:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Coagulación y Floculación"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/coagulacao-floculacao.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.