SELECCIÓN DE COAGULANTE.

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SELECCIÓN DE COAGULANTE.

Autores: L. Díaz Martínez, M. Licona Polo, D. Osorio Avendaño, M. Reyes Bernier, Filiación: Laboratorio de Tratamiento y Potabilización de Agua, Programa de Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias Ambientales, Universidad de la Costa (CUC)

ldiaz35@cuc.edu.co, mlicona1@cuc.edu.co, dosorio4@cuc.edu.co, mreyes4@cuc.edu.co,

Fecha: Marzo 16  de 2016

RESUMEN

En el presente informe se describe la experiencia realizada en el laboratorio en la cual se buscó determinar qué tipo de coagulante es más eficiente para el proceso de clarificación, para una muestra de agua cruda captada en el rio magdalena, tomada aguas abajo, en la zona de Las Flores, exactamente cerca al restaurante El Proveedor, utilizando dos tipos de coagulantes Cloruro Férrico al 1% y Sulfato de Aluminio tipo B 1%,  a la muestra se le realizó la medición de algunos parámetros físicos y químicos (Turbiedad, Color, pH, alcalinidad y temperatura) antes y después de la aplicación de los coagulantes, teniendo en cuenta la dosis optima (7mL (70mg/L)) y la concentración de los coagulantes (10.000 mg/L). Se realizo una prueba de jarras (para cada coagulante Cloruro Férrico y Sulfato de Aluminio se utilizaron 6 jarras) a cada una se le aplico una dosis diferente de coagulante.  Se obtuvo que el cloruro férrico fue el coagulante con mayor eficiencia arrojando resultados más bajos para los parámetros físico-químicos medidos y los porcentajes de remoción más altos a comparación del sulfato de aluminio. Se obtuvo una turbiedad de 2.24 NTU con un porcentaje de 99,04%, siendo esta la turbiedad más baja obtenida con este tipo de coagulante (Cloruro Férrico). Aunque los valores no estuvieron dentro de lo permisible por la resolución 2115 de 2007, la turbiedad alcanzada con el cloruro férrico se acercó más al valor permisible que son 2 NTU.

Palabras Claves:

Agua, Coagulante, Cloruro Férrico, Sulfato de Aluminio, parámetros físicos y químicos.

ABSTRATC

This report describes the experience carried out in the laboratory in which we sought to determine what type of coagulant is most efficient for the clarification process, for a sample of raw water collected in the Magdalena River, taken downstream, in the area of Las Flores, exactly near the restaurant provider, using two types of coagulant ferric chloride 1% and aluminum sulfate type B 1% to the sample was performed measurements of some physical parameters and chemical (turbidity, Color, pH, alkalinity and temperature) before and after the application of coagulants, taking into account the dose optima (7 mL (70 mg/L)) and the concentration of coagulants (10,000 mg/L). Held a jar test (for each coagulant ferric chloride and aluminum sulfate is used 6 pitchers) each one was applied by a different coagulant dose. He was obtained that ferric chloride was coagulant with greater efficiency throwing lower results for the measured physical and chemical parameters and the highest removal percentages compared to aluminum sulfate. He was obtained a 2.24 turbidity NTU with a percentage of 99.04%, this being the lowest turbidity obtained with this type of coagulant (ferric chloride). Although the values were not within what is permissible by the 2007 resolution 2115, turbidity achieved with ferric chloride is closer to permissible value which are 2 NTU.

Key Words:

 Water, Coagulant,  Ferric Chloride, Aluminum Sulfate, Physical and Chemical Parameters.

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1. INTRODUCCIÓN.

El agua en su estado natural contiene sustancias disueltas y en suspensión, estas pueden ser orgánicas e inorgánicas. El tamaño de las partículas que se encuentran en el agua puede ser muy variado.  Hay sólidos que su tamaño puede llegar hacer muy mínimo a estas partículas se le llaman coloides o partículas coloidales.

Las partículas coloidales  tienen un tamaño comprendido entre 0,001 y 1 µm y constituyen una parte importante de la contaminación, son las causantes principales de la turbidez y color en las aguas,  estas partículas permanecen en suspensión en el agua por tiempo prolongado y pueden atravesar un medio filtrante muy fino. Por otro lado aunque su concentración es muy estable, no presentan la tendencia de aproximarse unas a otras. (Cárdenas 2000).

Debido a las características ya mencionadas la materia en suspensión del agua requiere procesos de tratamiento para la remoción de estas, es por ello que se recurre a la coagulación y floculación, esto aplica a las aguas crudas para que esta pueda ser un agua potable acta para el consumo humano.

Los procesos de coagulación y floculación son de vital importancia debido a que por medio de ellos se remueven gran cantidad de sustancias y sólidos en suspensión que pueden ser perjudiciales para la salud humana.  Para la realización de estos procesos es necesaria la utilización de un coagulante. En el mercado existen diversos tipos de coagulantes con ventajas y desventajas, debido a ello se requiere seleccionar el tipo coagulante más adecuado teniendo en cuenta múltiples factores como el tipo de agua a tratar, sus características físicas y químicas (pH, alcalinidad, temperatura, color y turbidez), los costos del coagulante etc.

En el siguiente informe se describirá la experiencia realizada en el laboratorio que tiene por objeto principal determinar qué tipo de coagulante es más

eficiente para el proceso de clarificación en la muestra de agua cruda. Además observar el comportamiento del pH y alcalinidad del agua,  analizar la aglomeración de partículas,  su comportamiento durante la floculación-sedimentación y comparar la calidad del agua tratada  utilizando diferentes coagulantes (sulfato aluminio tipo B y cloruro férrico).

Todos los datos obtenidos (parámetros analizados antes y después de la aplicación de los coagulantes alcalinidad, turbidez, pH, color y temperatura) para cada coagulante utilizado (sulfato de aluminio tipo B y cloruro férrico), se comparar con los requeridos  según la normativa para agua potable en Colombia (resolución 2115 del  2007). También se comparar los resultados obtenidos para  cada coagulante  sulfato de aluminio tipo B y cloruro férrico para de esta forma determinar qué tipo de coagulante es más eficiente para la clarificación de la muestra de agua cruda.

1. MARCO TEÓRICO.

En la actualidad las actividades humanas generan grandes impactos sobre los cuerpos de agua ya sean ríos, lagos, lagunas, etc., alterando así las propiedades físico-químicas de esta. Los recursos hídricos que sufren el mayor impacto son zonas cercanas ciudades son afectados por fuentes de contaminación que alteran la calidad del agua. Los vertimientos en las aguas de un rio incluyen sustancias, sólidos y organismos.

El agua en sus propiedades naturales no puede ser consumida por el hombre, debido a las alteraciones a causa del hombre, por lo que se hace necesario aplicarle varios procesos que inciden en la calidad de esta para ser consumida y utilizada para diversas actividades de la vida cotidiana.

Uno de los procesos aplicados en el tratamiento del agua cruda es la coagulación y la floculación, proceso que es de suma importancia debido que en este se remueven la mayoría de  sólidos suspendidos en el agua, por tal motivo deben utilizarse los coagulantes necesarios que cumplan todas las condiciones óptimas para ser aplicados y que el proceso resulte de forma eficaz.

2.1 PROCESO DE COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN:

La coagulación consiste en reducir la carga eléctrica de las partículas suspendidas. Las partículas de aguas residuales generalmente están cargadas negativamente. Las cargas eléctricas similares generan fuerzas de repulsión que promueven la suspensión de las partículas. El proceso de coagulación reduce la carga negativa, contribuyendo a la agregación de partículas para formar microflóculos. (Trujillo; Duque; Arcila; Rincón;  Pacheco & Herrera 2013).

La floculación consiste en la agregación de partículas para formar flóculos más grandes. La sedimentación comprende la precipitación de sólidos, incluyendo los sólidos debidos a la contaminación y los sólidos generados por los químicos. La floculación depende de la temperatura y el pH del agua. (Trujillo; Duque; Arcila; Rincón;  Pacheco & Herrera 2013).

2.2 TIPOS DE COAGULANTE:

2.2.1 SULFATO DE ALUMINIO TIPO B (Al2 (SO4) 3 - 14 H2O):

Es un coagulante que tiene como finalidad principal el tratamiento de aguas para consumo humano y residual, removiendo agentes contaminantes como turbiedad y color. En aguas superficiales se destaca en la clarificación para condiciones de baja y mediana turbiedad (hasta 1000 NTU aproximadamente). (QUINSA (Quimica Integrada S.A), s.f.).

2.2.1.1 PRECAUCIONES PARA EL USO Y SEGURIDAD: Para su manipulación se requiere de equipo de protección. Máscaras para polvos, gafas protectoras y buena ventilación. No es un producto tóxico, pero puede producir leve irritación nasal, por tratarse de una sal ácida. (QUINSA (Quimica Integrada S.A), s.f.).

2.2.2 CLORURO FERRICO (FeCl3):

El Cloruro Férrico es usado en plantas de tratamiento de agua potable y aguas residuales como un excelente floculante, muy usado por su alta eficiencia en remoción de orgánicos y de metales pesados. (QUIMPAC DE COLOMBIA S.A, 2012).

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