PROPUESTA DE LOS COAGULANTES, FLOCULANTES Y AGENTES DESHIDRATANTES DE LODOS

GREGOR KIRALY QUINTERO BAUTISTA- 1930176

DOCENTE: PEDRO SAL RIVERA CARVAJAL

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERFACULTAD DE INGENIERIATECNOLOGIA QUIMICA03/03/2015PROPUESTA DE LOS COAGULANTES, FLOCULANTES Y AGENTES DESHIDRATANTES DE LODOS

OBJETIVOS.- Conocer la importancia de los coagulantes, floculantes y agentes deshidratantes a la hora de realizar el proceso de coagulacin y floculacin; uno de los pasos para la potabilizacin del agua.- Conocer las clases y caractersticas de coagulantes y floculantes para un uso adecuado de los mismos.- Teniendo en cuenta las caractersticas del agua y de las sustancias empleadas en el proceso de coagulacin y floculacin, utilizar la dosificacin adecuada para dicho proceso. - Conocer qumicamente el comportamiento de los coagulantes, floculantes y agentes deshidratantes en el proceso de coagulacin y floculacin.

MARCO TERICO.El agua es un bien escaso. La contaminacin de los recursos hdricos superficiales es un problema cada vez ms grave, debido a que stos se usan como destino final de residuos domsticos e industriales. Es esencial para la vida, vital para una sociedad avanzada e imprescindible para el desarrollo econmico e industrial, el agua posee ya en la conciencia social actual el reconocimiento que se merece. Este reconocimiento y la preocupacin por el Medio Natural se han traducido en los ltimos aos en un esfuerzo colectivo para proteger y racionalizar la utilizacin de este recurso.

En cuanto a la potabilizacin para el consumo de sta, encontramos ciertos procesos que son importantes a la hora de tratarlos, para evitar la suciedad con la que se presenta el agua, a la hora de obtenerla, sea cual sea la fuente principal, ya sea de ros, pozos, entre otras cosas.

Los procesos que mencionamos anteriormente reciben el nombre de Coagulacin y Floculacin, que son dos procesos cruciales dentro de la etapa de clarificacin del agua. Ambos procesos se pueden resumir como una etapa en la cual las partculas se aglutinan en pequeas masas llamadas flculos o flocs, cuyo peso especfico difiere notablemente al del agua y pueden precipitar o flotar.

La coagulacin es un proceso fisicoqumico tendiente a formar partculas ms grandes y de mayor peso por unidad de volumen (mayor densidad o peso especfico). La coagulacin consiste en la dosificacin de compuestos qumicos que provocan la formacin de polmeros que atrapan o encapsulan las partculas coloidales (partculas de muy pequeo tamao), que por s mismas nunca lograran separarse del lquido que las contiene.

De otra manera dicha se refiere al proceso de desestabilizacin de las partculas suspendidas. Dichas partculas mantienen un equilibrio de fuerzas de repulsin y atraccin entre ellas. Al romper dicho equilibrio las partculas coloidales pueden acercarse entre s para formar cogulos.

En la prctica se emplean coagulantes muy diversos entre ellos tenemos Sulfato de Aluminio, Sulfato Ferroso y Sulfato Frrico. Otros agentes que tambin se emplean para coagular y que se les llama auxiliares de la coagulacin son: la cal o hidrxido de calcio y el carbonato de sodio. Estos compuestos favorecen la coagulacin al ajustar el valor del pH a un valor ptimo para la formacin del polmero que atrapa las partculas o para incrementar la alcalinidad del agua y favorecer la aparicin del coagulo.

La dosis del coagulante tambin es un factor a tener en cuenta, ya que si se sobredosifica en exceso, aparece el fenmeno de la re-estabilizacin de la partcula coloidal, debido a la sobresaturacin de la carga superficial de la partcula, lo cual dificulta los aglomerados y la formacin de flocs.

Los coagulantes han evolucionado a lo largo de las pocas. Como coagulantes se usan sales inorgnicas minerales de los cationes polivalentes. Los ms efectivos son los trivalentes, sobre todo el Fe(III) y el Al(III). Las partculas finas o coloides en aguas naturales se encuentran generalmente cargadas negativamente y en las aguas residuales sucede frecuentemente lo mismo. Este es el motivo por el que se utilizan sales trivalentes de hierro o aluminio, ya que confieren cargas elctricas al agua y rompen el equilibrio electrosttico. Sin embargo estos coagulantes debido a la hidrlisis que sufren en el agua modifican las caractersticas fsico-qumicas de la misma, ya que se trata de sustancias muy cidas, que por lo tanto modifican el pH e incorporan sales incrementando la conductividad. Por eso la correccin de pH se realiza en el mismo depsito de reaccin que el proceso de coagulacin, establecindose de esta manera las correcciones necesarias.

Existen algunos tipos de coagulantes, tales como:

- Coagulantes sintticos: Los coagulantes sintticos u orgnicos presentan como principal ventaja el que pueden sustituir total o parcialmente a los coagulantes clsicos de origen mineral (inorgnicos), tales como polidacmacs, poliaminas, etc- Coagulantes Especficos- Decolorantes: Para algunos casos en los que la decoloracin del efluente es un requisito para el vertido. Pueden funcionar solos o en combinacin con otros productos habituales en los tratamientos de aguas, ya sean coagulantes minerales o sintticos, o floculantes de alto peso molecular.- Mezclas especiales: combinan en la justa proporcin las propiedades de diversos coagulantes.- Coagulantes Vegetales: estn formulados en base a productos naturales orgnicos. Debido a su formulacin exenta de sales, presentando numerosas ventajas y ningn inconveniente.

La floculacin es la etapa que se da a continuacin de la coagulacin y se produce por la adsorcin de los polmeros sobre la superficie de las partculas de modo que le confieren mayor tamao y peso y favorece su decantacin. La floculacin tiene relacin con los fenmenos de transporte dentro del medio para que las partculas hagan contacto. El producto floculante propicia la formacin de puentes qumicos entre dos o ms partculas de modo que se forma una estructura tridimensional aleatoria, esponjosa y porosa. Dicha estructura, mediante el crecimiento de partculas coaguladas, terminar por formar un floc lo suficientemente grande y pesado (o ligero) como para lograr sedimentar (o flotar).

Los productos utilizados son macromolculas de cadena larga que pueden poseer cargas elctricas o grupo ionizables. Segn la carga elctrica del grupo activo se clasifican en Polielectrolitos no inicos, sobre todo poliacrilamidas. Tambin son conocidos como floculantes no inicos. Previa a la aplicacin de dichos productos realizar su preparacin mediante dilucin con agua en agitacin. Las disoluciones suelen prepararse en concentraciones de 1 a 3 g/l en el caso de los productos slidos y de 2 a 6 g/l para los floculantes lquidos o en emulsin.

Existen varias clases de floculantes, tales como:

- Los floculantes aninicos slidos son productos desarrollados para la eliminacin de materia en suspensin en sectores industriales tales como qumico, textil, ridos pinturas curticion, cermica, etc. Estos productos estn especialmente indicados para la clarificacin de aguas donde el proceso de separacin se realice por decantacin.- Los floculantes aninicos lquidos son productos en emulsin desarrollados para la eliminacin de materia en suspensin en sectores industriales tales como qumico, textil, ridos pinturas curticion, cermica, Estos productos estn especialmente indicados para la clarificacin de aguas donde el proceso de separacin se realice por decantacin.- Los floculantes catinicos slidos son productos en desarrollados para la deshidratacin de fangos. Para centrifugas los floculantes de peso molecular muy alta proporcionan un alto rendimiento de desgote.- Los floculantes catinicos lquidos reticulados son productos en desarrollados para la deshidratacin de fangos exclusivamente en centrifugas .Su reticulacin permite formar un floc muy resistente capaz de aguantar centrifugas de alta velocidad.

Por otro lado, encontramos los agentes deshidratantes que tiene gran importancia a la hora de la potabilizacin del agua, ya que la deshidratacin de lodos es la llave del proceso del tratamiento de lodo y disposicin debido a que el lodo generalmente se solidifica por la reduccin de su contenido de agua dando como resultado que su disposicin sea ms fcil. Los agentes polmeros deshidratadores son superiores al cloruro frrico e hidrxido de calcio debido a que las dosis de los polmeros es muy baja y alrededor del 1% ms contra el slido seco que tiene la desventaja de que raramente aumenta el contenido de slidos.

Para concluir, en la formacin de cogulos y flculos necesarios para separar la mayora de los slidos suspendidos del lquido sobrenadante, ocurren una serie de reacciones qumicas al agregar el coagulante que favorecen la formacin de partculas de mayor tamao que las partculas coloidales suspendidas. Cuando ocurre la reaccin de polimerizacin de los agentes coagulantes, estos atrapan las partculas coloidales y las integran a su estructura del coagulo formado.

Algunas de las reacciones que ocurren con el coagulante son las siguientes.- Con el sulfato de aluminio:Al2 (SO4)3 + 6HCO3- = 2Al (OH)3 + 6CO2 + 3SO4-2 (1)

- Con el sulfato ferroso el agua reacciona en una secuencia de procesos como los descritos en las siguientes reacciones:FeSO4 + 2HCO3-= Fe (HCO3)2 + SO4-2 (2)

Fe (HCO3)2 + 2Ca (OH)2 = Fe (OH)2 + 2CaCO3 +2H2O (3)

Fe (OH)2 + H2O = Fe (OH)3 + H+ (4)El hidrxido de aluminio y el hidrxido de fierro formados en las reacciones 1 y 4 anteriores, forman precipitados gelatinosos que contienen un gran nmero de partculas coloidales suspendidas que quedan atrapados en su red de polimerizacin.

En estas reacciones se hace evidente que la alcalinidad del agua en forma de carbonatos y bicarbonatos as como el pH, son decisivos para que se favorezcan las reacciones de hidrlisis del fierro y el aluminio.Las condiciones ms adecuadas para que ocurran las reacciones de polimerizacion no son predecibles ya que la composicin de las aguas que se mide con parmetros tales como; alcalinidad, pH, etc. es muy variable para diferentes tipos de agua, por lo que las mejores condiciones para una muestra de agua especifica pueden ser muy diferentes para otra muestra de agua de diferente composicin.

La floculacin que atrapa los cogulos formados y forma partculas de mayor tamao y peso, tambin depende de caractersticas del agua as como de la carga de las partculas. Si estas se encuentran cargadas positivamente o negativamente deber agregarse un floculante que neutralice las cargas. Si los cogulos no tienen carga se deben emplear floculantes no inicos.

Para saber la combinacin y la dosis de coagulante y floculante que debe emplearse para tener mejores resultados en la separacin de slidos suspendidos debern efectuarse una serie de pruebas empricas cambiando dosis y reactivo y observando sus resultados. A estas pruebas se les llama pruebas de jarras, las cuales se realizan en laboratorio

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En este blog se encontrara toda la informacin en cuanto al tratado que se le hace al recurso hdrico ms importante a nivel mundial, en cuanto a la coagulacin, floculacin y agentes deshidratantes de lodos para un adecuado procesamiento y consumo de l.

BIBLIOGRAFA. http://www.derypol.com/repositori/productos/docs/es/agua.pdf http://www.servyeco.com/530053_es/Productos-qu%25C3%25ADmicos-para-tratamiento-de-aguas-residuales/ http://www.kurimexicana.com/agualog-septiembre-2013-tratadeshidratalodos.shtml http://www.oocities.org/edrochac/sanitaria/sedimentacion.htm