Tratamientos de Aguas Crudas

Los coagulantes neutralizan la carga eléctrica negativa de las partículas, lo cual desestabiliza las fuerzas que mantienen separados a los coloides. Los coagulantes de tratamiento de agua constan de moléculas con carga positiva que, al añadirse al agua y mezclarse, logran la neutralización de la carga presente. Por lo general se usan coagulantes inorgánicos, coagulantes orgánicos o una combinación de ambos para tratar el agua y eliminar sólidos suspendidos.

Cuando se añade un coagulante inorgánico a agua que contiene una suspensión coloidal, el ion metálico catiónico del coagulante neutraliza la doble capa eléctrica negativa del coloide. Ocurre algo muy similar con un coagulante orgánico, excepto que la carga positiva por lo general se obtiene de un grupo de amina (NH₄⁺) unido a la molécula de coagulante. ChemTreat tiene productos para coagulación aprobados por la NSF así como productos de aplicación GRAS. Algunos ejemplos de coagulantes de ChemTreat son sales de aluminio, sales de hierro y polielectrolitos.

Los floculantes juntan las partículas desestabilizadas, hacen que se aglomeren, y salgan de la solución. Algunos ejemplos de floculantes de ChemTreat son polímeros de bajo, mediano y alto peso molecular.

Coagulantes orgánicos

Para ciertas fuentes de agua, los coagulantes orgánicos son más apropiados para realizar separaciones sólido - líquido. Los coagulantes orgánicos por lo general se emplean cuando se desea una reducción en la generación de lodo. Además, la combinación de productos químicos orgánicos e inorgánicos por lo general es más efectiva que el uso de solamente coagulantes orgánicos o inorgánicos. La mezcla correcta con frecuencia puede combinar las ventajas del mecanismo de floculación de barrido de un coagulante inorgánico con las características de reducción de lodo de los coagulantes orgánicos. Las formulaciones de ChemTreat se basan en las siguientes químicas:

• Poliamina y poliDADMAC: Son las clases de coagulantes orgánicos de más uso. Funcionan únicamente por neutralización de carga, por lo que no hay ventaja por el mecanismo de floculación de barrido. Las poliaminas por lo generar tratan de manera efectiva aguas crudas con alta turbiedad (aproximadamente >20 NTU). Las poliaminas también son efectivas para tratar diversos tipos de agua residual. Los poliDADMAC son una clase específica de poliaminas que corresponden a esta categoría.
• Resinas melamina formaldehído y taninos: estos polímeros totalmente orgánicos actúan en forma similar a los coagulantes inorgánicos ya que no solo coagulan el material coloidal fuera del agua, sino que también contribuyen a su propia floculación precipitada. Este precipitado de floculación de barrido absorbe con facilidad materiales orgánicos, como aceite y grasa. El precipitado por lo general se deshidrata hasta una condición de baja humedad, por lo cual este tipo de coagulante es particularmente apropiado para operaciones que generan lodos peligrosos, como las unidades DGF e IGF en refinerías petroleras. Está química autoprecipitante por lo general es más costosa que los coagulantes inorgánicos, pero puede ser económica si se toman en cuenta los costos de eliminación y desecho de lodo.

Coagulantes inorgánicos

Los coagulantes inorgánicos son económicos y pueden usarse en una extensa variedad de aguas de entrada y residuales. Los coagulantes inorgánicos son particularmente eficaces con agua cruda de baja turbiedad (concentración TSS) y por lo general tratarán este tipo de agua cuando los coagulantes orgánicos no pueden.

Después de añadirlos al agua, los coagulantes inorgánicos reaccionan con la alcalinidad y se hidratan para formar precipitados de hidróxido metálico (aluminio o hierro) que actúan con un mecanismo de floculación de barrido, que puede compararse con el efecto de la nieve en el aire sucio. Cuando la nieve cae, adsorbe las partículas presentes, las cuales se coprecipitan y limpian el aire. En el tratamiento de agua, la floculación de barrido del hidróxido metálico actúa en el agua como una nevada en el aire. Muchas suspensiones coloidales difíciles de separar, pueden tratarse de manera efectiva con coagulantes inorgánicos.

Aunque la floculación de barrido con precipitado de hidróxido metálico es útil para la limpieza del agua, estos precipitados tienden a aumentar el volumen del lodo total que debe tratarse y eliminarse. También tienden a reducir la densidad y la capacidad de deshidratarse del lodo, en comparación con los precipitados creados con coagulantes orgánicos. Para aplicaciones de agua afluente donde el lodo no es peligroso, es menor la desventaja de crear más lodo con un mayor contenido de agua. En las aplicaciones de agua residual con lodo peligroso, las repercusiones económicas pueden ser significativas.

• Sulfato de aluminio (alumbre): el alumbre es moderadamente peligroso, con efectos en la salud y características de corrosión similares a las del ácido sulfúrico diluido. Se fabrica como líquido y la forma cristalina se obtiene por deshidratación del líquido. El alumbre es una de las sustancias químicas para tratamiento de agua más utilizadas en el mundo.
• Cloruro de aluminio: por lo general, el cloruro de aluminio funciona de manera similar al alumbre, pero tiende a ser más costoso, peligroso y corrosivo. Por esta razón, tiende a ser una segunda opción, muy detrás del alumbre. ChemTreat tiene cloruro de aluminio disponible como líquido.
• Policloruro de aluminio (PACl) e Hidroxicloruro de aluminio (ACH): ChemTreat tiene un portafolio de diversas combinaciones de PAC/ACH diseñadas para la basicidad del agua a tratar.
• Sulfato férrico y sulfato ferroso: los coagulantes de hierro funcionan de manera similar a los coagulantes de aluminio, pero el costo puede variar según la fuente de suministro local. Es más común usar sulfato férrico, pero el sulfato ferroso por lo general se emplea en aplicaciones que requieren un agente reductor o un exceso de iones de hierro solubles.
• Cloruro férrico: el cloruro férrico es uno de los menos costosos coagulantes inorgánicos, ya que se en ocasiones se genera como material de desecho en operaciones de producción de acero (desechos del decapado). Sin embargo, es el coagulante inorgánico más corrosivo y peligroso, por lo cual su uso se limita a las instalaciones equipadas para manejarlo de manera segura.

Floculantes

Los sólidos con carga neutralizada pueden aglomerarse más mediante el uso de floculantes. Los floculantes pueden describirse como una cuerda de alta tecnología que ata partículas, aumentando el tamaño de estas. Los floculantes tienen diversas cargas, densidades de carga, pesos moleculares y formas. La cartera de ChemTreat incluye:

• Floculantes catiónicos: Principalmente basados en copolímeros de AETAC (Cloruro de N,N-Dimetilaminoetil metil acrilato cuaternizado) o METAC (Cloruro de N,N-Dimetilaminoetil metil metacrilato cuaternizado) y Acrilamida. Estos productos pueden realizar una función doble, al coagular con su carga iónica positiva y flocular con su alto peso molecular.
• Floculantes aniónicos: basados principalmente en copolímeros de acrilamida y ácido acrílico, los floculantes aniónicos tienen una carga iónica negativa y funcionan al unirse con las cargas catiónicas residuales de los coagulantes adsorbidos a los coloides coagulados.

Nuestro equipo de apoyo técnico de separación de sólidos y líquidos promedia más de 25 años de experiencia de campo en aplicaciones con las siguientes tecnologías de tratamiento de efluente:

Capacidades de simulación y pruebas

• Tratamiento biológico para eliminación de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (DQO)
• Ablandamiento químico para eliminar la dureza cálcica y magnésica
• Flotación por aire disuelto
• Filtración por membrana
• Filtración con múltiples medios
• Detactificación de pinturas
• Tratamiento físico y químico de metales y fosfatos
• Desemulsificación de residuos aceitosos
• Separadores: centrífugas, ciclones, mallas, filtros de cartucho, tamices de flujo transversal y electroósmosis
• Sedimentación y clarificación
• Espesamiento y deshidratación de lodos

Sólidos suspendidos

Aunque no existe una definición precisa, los sólidos suspendidos tienden a medir más de 1 o 2 micras. Contaminantes visibles a simple vista, por lo general pueden filtrarse del agua con papel filtro común. Si se permite que el agua repose, los sólidos suspendidos se sedimentarán en el fondo del contenedor con el paso del tiempo.

Sólidos disueltos

Los sólidos disueltos no son visibles a simple vista y no pueden eliminarse del agua por filtración. La definición estándar de los sólidos disueltos es material con tamaño usualmente menor a 0,45 micras. Hay dos tipos de sólidos disueltos:

• Sustancias normalmente solubles: materiales que se vuelven más solubles al aumentar la temperatura, como la sal de mesa y el azúcar. Cuanto más caliente esté el agua, más de estos materiales se disolverán.
• Sustancias inversamente solubles: normalmente se refieren a ellos como iones de dureza, generalmente están limitados a sales de calcio, magnesio, estroncio y bario. En el tratamiento de agua, estos materiales se vuelven menos solubles al aumentar la temperatura, por lo cual tienden a formar incrustaciones en las superficies calientes de una caldera o en los tubos de un intercambiador de calor. El tratamiento de agua de agua sería un asunto sencillo si no fuera por las sales de dureza inversamente solubles.

Sólidos coloidales

Son sólidos que no son tan pequeños como para considerarse disueltos, ni tan grandes como para considerarse suspendidos. Por lo general, los materiales coloidales aparecerán como “neblina” en el agua y no es posible ver las partículas individuales a simple vista. Los materiales coloidales por lo general miden unas 0,45 a 2,0 micras. Los sólidos coloidales no se sedimentan en el agua porque son tan pequeñas que son muy afectadas por sus cargas iónicas superficiales. Por lo tanto, se dice que una suspensión coloidal en agua es una suspensión estable.

El color es un tipo de suspensión coloidal. Las moléculas orgánicas que le dan color al agua superficial cruda no son más que macromoléculas que corresponden a la gama más pequeña de tamaño coloidal. En el agua, estas macromoléculas adquieren una carga iónica superficial que las estabiliza e impide que se sedimenten.

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ChemTreat es una compañía de tratamiento de agua de confianza con más de 50 años de servicio
y experiencia. Nuestro experimentado equipo de campo y los servicios de laboratorio nos permiten proporcionar
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