¿Qué son los Floculantes?
Los floculantes poliméricos son agentes poliméricos que neutralizan la carga superficial de las partículas suspendidas en el agua y provocan su floculación.
Se utilizan principalmente para coagular y precipitar las partículas en suspensión que causan contaminación en las aguas residuales. Los sedimentos precipitados por Floculantes pueden separarse del agua y tratarse por deshidratación o filtración.
Los Floculantes pueden ser aniónicos, catiónicos, no iónicos o anfóteros, dependiendo de la carga superficial de las partículas a flocular. Están disponibles en forma de polvo y emulsión, siendo las formas en polvo más fáciles de manejar, pero las emulsiones son superiores en términos de disolución en agua.
Usos de los floculantes
Los floculantes se utilizan para el espesamiento de lodos, la reducción de volumen (reducción de volumen) y el tratamiento de minerales en las industrias que se enumeran a continuación.
- Floculantes aniónicos
Suelen utilizarse en industrias que manipulan sustancias inorgánicas, como la metalúrgica, la ingeniería civil, la minería, la cerámica, la pasta y el papel, la química y la alimentaria. - Floculantes catiónicos
Industrias que manipulan sustancias orgánicas, como residuos humanos, aguas residuales, pasta de papel, productos alimenticios, etc.
Suelen utilizarse en industrias que manipulan sustancias orgánicas, como residuos humanos, aguas residuales, pasta de papel, productos alimenticios, etc. - Floculantes no iónicos
Utilizados para aguas residuales ácidas. - Floculantes anfóteros
Se utilizan cuando los floculantes catiónicos son insuficientes.
Los Floculantes no se utilizan para el tratamiento del agua. Si quedan Floculantes, pueden causar contaminación orgánica de los equipos de intercambio iónico y ósmosis inversa.
Principio de Floculantes
El mecanismo por el que Floculantes produce floculación y precipitación es el siguiente
- Coagulación
En primer lugar, se introduce un coagulante inorgánico (por ejemplo, policloruro de aluminio (PAC), sulfato de hierro, etc.), que tiene una carga opuesta a las partículas finas del agua, para neutralizar la electrización superficial de las partículas en suspensión. La masa formada en esta etapa, es decir, el flóculo fino, se denomina flóculo de cimentación. - Floculación
Se añaden floculantes al agua en la que se han formado los flóculos de base. Los grupos activos (por ejemplo, la estructura de poliacrilamida) de los Floculantes poliméricos interactúan con los flóculos pequeños, haciendo que éstos se adsorban y se entrecrucen como si estuvieran enredados en el polímero y crezcan hasta formar flóculos gruesos.
Al precipitar, hay que tener cuidado de ajustar el pH. Esto se debe a que la precipitación no se producirá sin un entorno de pH adecuado y existe el riesgo de redisolución tras la precipitación. Además, si los Floculantes se suministran en una cantidad superior a la requerida, la adsorción a los Floculantes irá precedida de una reticulación insuficiente, lo que dificultará que se produzca la floculación.
El pH adecuado para cada floculante es el siguiente
- Floculantes aniónicos: pH 7-12
- Floculantes catiónicos: pH 4-8
- Floculantes no iónicos: pH 4-8
Tipos de Floculantes
Los Floculantes pueden clasificarse en función de su ionicidad y su forma.
1. ionicidad
Como ya se ha mencionado, los Floculantes pueden ser aniónicos (aniones), catiónicos (cationes), no iónicos (no iones) o anfóteros, dependiendo de la carga que lleven. Los de tipo aniónico y no iónico se utilizan principalmente para reticular partículas que han formado un flóculo básico mediante coagulantes inorgánicos y orgánicos y para formar flóculos gruesos. Los Floculantes catiónicos suelen utilizarse para deshidratar lodos de tratamientos biológicos.
2. Forma
Los Floculantes se distribuyen en forma de polvo sólido y productos en emulsión. Los productos en polvo son más fáciles de manejar para su transporte y almacenamiento, pero hay que tener cuidado al utilizarlos debido a su baja solubilidad. Normalmente, el polvo se añade al agua en pequeñas cantidades y se agita. Si se añade una gran cantidad de una vez, sólo se hinchará la superficie y las partículas no disueltas pueden adherirse entre sí y formar una gran masa.
La disolución en sí también tarda más que en forma de emulsión, y es necesario esperar un rato mientras se agita. Además, la forma en polvo absorbe la humedad y no debe almacenarse en agua. Por este motivo, es más apropiado utilizar productos en emulsión si los depósitos de Floculantes se encuentran en el exterior.
Los productos en emulsión son más fáciles de disolver que los productos en polvo y se disuelven con relativa rapidez. Sin embargo, hay que tener en cuenta que existen menos tipos que en polvo y que pueden no adaptarse a aguas brutas especiales.
Cómo seleccionar Floculantes
Para seleccionar los Floculantes más adecuados, es necesario tener en cuenta varias condiciones. Existen varios factores, como la composición del agua bruta que se va a añadir, el intervalo de fluctuación del pH, la cantidad óptima que se debe añadir, la temperatura en el momento de la utilización y el punto de alimentación en el equipo. En muchos casos, el tipo se cambia entre el uso en verano y en invierno.
En el proceso de selección, se realizan pruebas de coagulación-sedimentación (por ejemplo, probador de jarras, probador de cilindros) y pruebas de deshidratación (por ejemplo, prueba de deshidratación centrífuga, prueba de deshidratación con prensa de cinta) para seleccionar la marca y las condiciones de tratamiento adecuadas, seguidas de pruebas en el equipo real.