¿Qué es un Floculante Inorgánico?
Los floculantes inorgánicos son compuestos químicos derivados de materiales inorgánicos, destinados a la coagulación y aglomeración de partículas diminutas en líquidos, especialmente en agua.
Estas sustancias químicas operan mediante la agrupación de las pequeñas partículas suspendidas en el líquido, creando así agregados más grandes, conocidos como flóculos, o fortaleciendo los flóculos ya existentes. En términos generales, los floculantes se dividen en dos categorías: floculantes inorgánicos y floculantes poliméricos.
Los floculantes inorgánicos son agentes utilizados para formar flóculos. Se clasifican a grandes rasgos en agentes a base de aluminio y a base de hierro, siendo los ejemplos más conocidos el policloruro de aluminio (PAC) y el cloruro de hierro.
A diferencia de los floculantes inorgánicos, los floculantes poliméricos se añaden para engrosar los flóculos formados y no para formarlos. Por este motivo, también se denominan floculantes. La poliacrilamida hidrolizada es un ejemplo típico.
Usos de los Floculantes Inorgánicos
Los floculantes inorgánicos suelen comercializarse en forma de polvo o gránulos. Se utilizan ampliamente en plantas de purificación de agua, plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas industriales, donde desempeñan un papel importante en la purificación del agua y el tratamiento de las aguas residuales.
En primer lugar, en las plantas de purificación de agua, se utilizan para purificar el agua de ríos y lagos. Los floculantes inorgánicos tienen el efecto de coagular los diminutos sólidos en suspensión y la materia orgánica del agua y eliminarlos en grandes trozos. Esto mejora la calidad del agua potable e industrial.
Los floculantes inorgánicos también se utilizan en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Al coagular y precipitar los sólidos en suspensión, los metales pesados y otras sustancias nocivas de las aguas residuales, el tratamiento es seguro y respetuoso con el medio ambiente. Así se reduce la contaminación de las aguas subterráneas y los ríos.
Los floculantes inorgánicos se utilizan en el tratamiento de aguas residuales para eliminar las partículas en suspensión y otras sustancias presentes en las aguas residuales. Como cada coagulante tiene unas condiciones de funcionamiento diferentes, como el pH y la temperatura del agua, hay que seleccionar el agente más adecuado en función de la calidad y la composición del agua a tratar.
Principios de los Floculantes Inorgánicos
Las superficies de las partículas en suspensión en el agua suelen tener una carga negativa. Estas partículas cargadas negativamente se repelen entre sí y, por tanto, se dispersan sin sedimentar. En cambio, los iones de aluminio y hierro de los floculantes inorgánicos tienen carga positiva.
Las partículas en suspensión pueden neutralizarse y contrarrestarse añadiendo estos iones de carga opuesta, que neutralizan la carga superficial de las partículas. Cuando la fuerza de repulsión disminuye y llega a ser menor que la atracción entre partículas, éstas se unen entre sí y se forman los flóculos. La velocidad de sedimentación de los flóculos es proporcional al cuadrado del tamaño de las partículas. En otras palabras, cuanto más gruesas y grandes sean las partículas, más rápido se asentará el flóculo.
La adición de floculantes inorgánicos da lugar a flóculos con diámetros de partícula relativamente pequeños. Por lo tanto, a veces se añaden floculantes poliméricos en combinación con floculantes inorgánicos para acelerar el engrosamiento de las partículas. Cuando se añaden floculantes poliméricos, el floculante reticula los flóculos. Esta acción de reticulación provoca el engrosamiento de los flóculos, lo que aumenta aún más la velocidad de sedimentación y, por tanto, la eficacia de la separación.
Las partículas finas en suspensión con un tamaño de partícula de 1 µm o menos son difíciles de separar y eliminar mediante los procesos normales de sedimentación o filtración de arena. El uso de floculantes inorgánicos aumenta el tamaño aparente de las partículas, haciendo que estos métodos de tratamiento sean aplicables a partículas que de otro modo sería imposible separar.
Tipos de Floculantes Inorgánicos
Hay muchos ejemplos de coagulantes inorgánicos que se utilizan para purificar el agua, pero existe una adecuación general entre la calidad del agua bruta y el tipo de agente. Para seleccionar un floculante inorgánicos, es importante considerar diferentes coagulantes para el agua a purificar.
A grandes rasgos, los floculantes inorgánicos pueden clasificarse en coagulantes a base de aluminio, a base de hierro y a base de calcio. En todos los casos, no existe una única clasificación, y la selección se realiza en función de las pruebas de tratamiento del agua bruta y teniendo en cuenta los costes de funcionamiento.
1. Base de Aluminio
Los floculantes inorgánicos a base de aluminio incluyen la banda de sulfato (Al2(SO4)3) y el policloruro de aluminio (Al2(OH)nCl6-n), abreviado como PAC, que son ampliamente utilizados principalmente en plantas de tratamiento de agua e instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Los floculantes inorgánicos a base de aluminio se utilizan mucho por su gran poder floculante y su coste relativamente bajo.
Los coagulantes a base de aluminio se utilizan a menudo para ablandar el agua industrial o cuando el agua no contiene metales pesados, como el agua potable, con la imagen de purificar el agua menos contaminada hasta convertirla en agua aún más limpia.
2. Base de Hierro
Los floculantes inorgánicos ferrosos incluyen el cloruro férrico (FeCl3) y el cloruro ferroso (FeCl2) y se utilizan principalmente para eliminar contaminantes. Los iones de hierro favorecen la floculación al unirse con el fósforo y la materia orgánica del agua.
Los floculantes a base de hierro suelen utilizarse para depurar aguas que contienen metales pesados y dan la impresión de utilizarse para depurar aguas residuales difíciles de tratar.
3. Base de Calcio
La cal apagada (Ca(OH)2) es un típico floculantes inorgánicos a base de calcio. A diferencia de otros floculantes inorgánicos, su solución acuosa es fuertemente alcalina, por lo que se utiliza principalmente para el ajuste de la dureza y la neutralización de ácidos.
Los iones de calcio se combinan con los de magnesio y metales pesados del agua para formar sales insolubles. Esto tiene el efecto de ajustar la dureza del agua y neutralizar la acidez.
Más Información sobre Floculantes Inorgánicos
Recuperación de Coagulantes Inorgánicos
Las soluciones de cloruro de hierro se utilizan para el grabado y el tratamiento superficial de metales, y el efluente es recogido por el fabricante, se elimina el contenido metálico y se vende como producto reciclado. El coagulante a base de aluminio también se fabrica a partir del líquido residual producido por las aguas residuales del proceso de fabricación del aluminio, y como su precio es más razonable que el del líquido nuevo, los productos reciclados se utilizan como floculantes inorgánicos para el tratamiento de aguas residuales.
Los sistemas de cloro y azufre afectan al método final de tratamiento de lodos de aguas residuales. Con los productos a base de cloro, no es posible elegir el destino del tratamiento para el compostaje. Los sistemas a base de azufre también pueden producir olores en función de la calidad del agua bruta, lo que afecta a la elección del destino del tratamiento. Si los lodos no contienen cloro y no producen olores, se puede ampliar el número de lugares de tratamiento, pero esto penalizará al lugar de tratamiento receptor y aumentará los costes de tratamiento.
Dependiendo de la composición de los lodos, a menudo se puede crear valor, incluso a través de la venta. Las acerías, por ejemplo, reciclan los lodos de depuración como materia prima para el hierro, ya que la mayor parte de los lodos son ricos en hierro. El principal requisito para seleccionar un floculante inorgánicos es que pueda purificar el agua, pero también es importante tener en cuenta los costes de funcionamiento, incluido el destino de los lodos.