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Coagulación-Floculación-Sedimentación convencionales

Las prácticas convencionales de coagulación–floculación-sedimentación son pretratamientos esenciales para muchos sistemas de purificación de agua — especialmente los tratamientos de filtración. Estos procesos aglomeran entre sí a los sólidos en suspensión para formar cuerpos de mayor tamaño a fin de que los procesos de filtración física puedan eliminarlos con mayor facilidad. La eliminación de particulados por medio de estos métodos vuelve mucho más eficaces los procesos de filtración. El proceso a menudo se continúa con la separación por gravedad (sedimentación o flotación) y siempre es seguido por la filtración.

Un coagulante químico, como sales de hierro, sales de aluminio o polímeros, se agregan al agua fuente para volver fácil la adherencia entre las partículas. Los coagulantes funcionan creando una reacción química y eliminando las cargas negativas que causan que las partículas se repelan entre sí.

Después, la mezcla coagulante-agua fuente se agita lentamente en un proceso que se conoce como floculación. Este agitado del agua induce que las partículas choquen entre sí y se aglutinen para formar grumos o “flóculos” que se pueden eliminar con mayor facilidad.

El proceso requiere el conocimiento químico de las características del agua fuente para asegurarse del uso de una mezcla eficaz de coagulante. Los coagulantes erróneos vuelven ineficientes estos métodos de tratamiento.

La máxima eficacia de la coagulación / floculación se determina además mediante la eficiencia del proceso de filtrado con el cual estén combinados.

Flotación con aire disuelto

La flotación con aire disuelto es una forma de tecnología coagulación-floculación que se utiliza como pretratamiento. El empleo de esta técnica antes de la filtración de agua reduce las obstrucciones que causan problemas de mantenimiento de la filtración corriente abajo.

La flotación con aire disuelto está particularmente bien indicada para la eliminación de algas, colores no deseados, y partículas más livianas que se resisten la sedimentación del agua de fuente tratada.

El proceso no funciona bien con aguas con turbidez elevada porque las partículas más pesadas, como el limo y la arcilla, no se pueden hacer flotar fácilmente hasta la superficie del agua.

Para iniciar el proceso, se agrega al agua fuente un coagulante químico, como sales de hierro, sales de aluminio o polímeros, para volver más fácil la adherencia entre los particulados. Los coagulantes funcionan creando una reacción química y eliminando las cargas negativas que causan que las partículas se repelan entre sí.

Después, la mezcla coagulante-agua fuente es agitada lentamente en un proceso que se conoce como floculación. La agitación del agua hace que las partículas choquen y se agrupen entre sí para formar grumos o “flóculos” más grandes que se pueden eliminar fácilmente.

El agua floculada se recolecta en un depósito y está sujeta a una gran infusión de diminutas burbujas de aire presurizadas. La acción de estas burbujas fuerza a los grumos o flóculos de partículas hacia la superficie del agua donde se las puede extraer.

La flotación con aire disuelto es una alternativa para la sedimentación. Ésta realiza una tarea similar por medio de un método diametralmente opuesto: forzando a los grumos de contaminante hacia la superficie en vez de permitir que se asienten en el fondo.

Floculación-Cloración

Un sistema que incorpora la coagulación-floculación seguida por la cloración ha sido desarrollado como tecnología de punto de uso, especialmente para países en vías de desarrollo.

Este proceso usa un paquete pequeño de sulfato ferroso en polvo (un floculante de uso frecuente) e hipoclorito de calcio (un desinfectante de uso frecuente). Un usuario abre el paquete, añade el contenido a una cubeta abierta que contiene aproximadamente diez litros de agua, agita la mezcla durante cinco minutos, deja que los sólidos se asienten en el fondo, cuela el agua con un paño de algodón y la trasiega a otro recipiente, y espera 20 minutos para que el cloro desinfecte el agua.

La combinación de eliminación de partículas y desinfección parece producir índices elevados de eliminación de bacterias, virus y protozoos, incluso en aguas con alta turbidez. Hay evidencias considerables de que el sistema ha reducido significativamente las enfermedades diarreicas en varias regiones. Hay además evidencia de que el proceso de floculación ayuda a eliminar el arsénico; sin embargo, estos sistemas no son un sustituto adecuado para los tratamientos centralizados de alta calidad si éstos estuviesen disponibles.

Ablandamiento con cal

El ablandamiento con cal se usa principalmente para “ablandar” el agua — es decir, para eliminar las sales minerales de calcio y magnesio. Además, elimina toxinas perjudiciales como el radón y el arsénico. No obstante que no existe un consenso, algunos estudios han sugerido que el ablandamiento del agua con cal es eficaz en la eliminación de Giardia.

La dureza del agua es una condición frecuentemente responsable de numerosos problemas. Los usuarios a menudo reconocen el agua dura porque impide que el jabón haga espuma debidamente. Además, esta condición puede causar incrustaciones (“scale”) en calentadores de agua, calderas y tuberías para agua caliente.

Debido a estas inconveniencias, muchas instalaciones de tratamiento usan el ablandamiento con cal para ablandar aguas duras para el uso del consumidor.

Antes de poder usar el ablandamiento con cal, los administradores deberán determinar la química necesaria para el ablandamiento. Ésta es una tarea relativamente fácil para las fuentes de agua subterránea, las cuales permanecen más constantes en su composición. Sin embargo, las aguas superficiales, fluctúan ampliamente en calidad y quizá requieran cambios frecuentes en la mezcla química de ablandamiento.

En el ablandamiento con cal, se agrega al agua cal y algunas veces carbonato de sodio cuando ésta ingresa en un clarificador por contacto de sólidos combinados. Esto eleva el pH (es decir, aumenta la alcalinidad) y provoca la precipitación del carbonato cálcico. Posteriormente, el pH del efluente del clarificador se vuelve a reducir, y el agua se filtra entonces a través de un filtro con medios granulares.

Los requisitos químicos del agua en estos sistemas deben ser supervisados por operadores técnicos capacitados, lo cual causa que el ablandamiento con cal no sea económicamente viable para algunos sistemas muy pequeños.

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