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OPERACIONES UNITARIAS “COAGULACION” DOCENTE: Ing. Yolaina Macedo Rojas INTEGRANTES: BEDON GONZALES Mallyory LEYVA MILLA María SANCHEZ COLETO Gladys UNIVERSIDAD SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ING. SANITARIA HUARAZ-PERU 2016 FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

Coagulacion exposicion

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OPERACIONES UNITARIAS

“COAGULACION”

DOCENTE: Ing. Yolaina Macedo Rojas

INTEGRANTES:• BEDON GONZALES Mallyory• LEYVA MILLA María • SANCHEZ COLETO Gladys

UNIVERSIDAD SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ING. SANITARIA

HUARAZ-PERU2016

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

INTRODUCCIONLa turbiedad y el color del agua son principalmente

causados por partículas muy pequeñas, llamadas

partículas coloidales. Estas partículas permanecen

en suspensión en el agua por tiempo prolongado y

pueden atravesar un medio filtrante muy fino. Para

eliminar estas partículas se recurre a los procesos

de coagulación. En la práctica este procedimiento

es caracterizado por la inyección y dispersión

rápida de productos químicos.

Las partículas coloidales en el agua por lo general presentan un diámetro entre 1 y 1000 mili micrómetros

Partículas Coloidales

Propiedades de los Coloides

Por coagulación se entiende el proceso de desestabilización de los coloides. Se

eliminan las propiedades que les hacían mantenerse en suspensión. El mecanismo

básico de desestabilización es anular las cargas eléctricas. Para ello se utilizan

reactivos químicos que tienen la propiedad de producir la coagulación.

COAGULACION

Es muy importante que el reactivo se mezcle rápidamente con toda el agua, pero

conseguir una buena mezcla puede llevar de 30 segundos a 3 minutos. Para alcanzar

altos rendimientos en la mezcla se suelen emplear técnicas en las que se aplica mucha

energía. Una vez desestabilizadas las partículas interesa que éstas sedimenten. Su

tamaño aún no es el óptimo para que lo hagan en períodos cortos de tiempo y es

necesario aumentar de tamaño; esto se logra mediante el proceso de floculación.

TEORIA DE COAGULACIONLas cargas eléctricas de las partículas generan fuerzas de repulsión entre

ellas, por lo cual se mantienen suspendidas y separadas en el agua. Es por esto que dichas partículas no se sedimentan.

Un sistema coloidal, formado por una doble capa de iones, el cual es

sometido a un potencial en la superficie inferior del doble lecho,

denominado potencial Z.

Por Neutralización de Carga Por Disminución del Espesor de la Doble Capa

disminuir el potencial Z se aplica uno de los siguientes métodos:

Al incrementarse la concentración de iones en el agua la “distancia d” disminuye, hasta hacer el valor del potencial Z inferior al punto crítico.

cuando coloides de diferente signo se mezclan en el agua. Esto es lo que sucede cuando se

agrega alumbre o sales de hierro al agua.

Este potencial tiene un valor crítico:- por encima del cual los coloides son estables- por debajo , la repulsión en las partículas se reduce a un grado tal que chocando con cierta velocidad pueden unirse y flocular.

• Remoción de turbiedad orgánica e inorgánica que no puede

sedimentar rápidamente.

COAGULACIONEste proceso se usa para:

• Eliminación de bacterias, virus y organismos patógenos

susceptibles de ser separados por coagulación.

• Destrucción de algas y plancton en general.

• Eliminación de sustancias productoras de sabor y olor en

algunos casos y de precipitados químicos suspendidos en otros.

Sales de Hierro:

Polímeros o polielectrolit

os:

Sales de Alumini

o:

El Sulfato de Aluminio (SO4)3 Al2

Cloruro férrico (CL3) Fe

Se hacen uso de arcilla, sílice activado y polímeros orgánicos (almidón, celulosa) como ayudantes en la floculación.

Sulfato férrico Fe (SO4)3

Sulfato ferroso Fe (SO4)

Aluminato de Sodio

Policloruro de Aluminio

COAGULANTES UTILIZADOSFloc ligeramente pesado, de bajo costo y manejo relativamente

sencillo

Forman un floc más pesado y de mayor velocidad de asentamiento que las sales de aluminio.

Usado como ayudante en la coagulación, el tamaño de las

partículas aumenta con su adición ( elevado peso

molecular y actúan como puentes de unión entre las

partículas coaguladas.

COADYUVANTESCorrección de pH

Oxidación de Compuestos

Dar peso a las partículas

Para corregir el pH se añaden bases o sales alcalinas al agua (cal, carbonato sódico)

El proceso mejora si se eliminan por oxidación algunos compuestos que pueden interferir en los

procesos, por eje: el cloro, el permanganato potásico

Agentes gravimétricos, aumentan la densidad de las partículas y el peso global de la suspensión. se utilizan en aguas con baja turbidez inicial. Busca mejorar las velocidades de sedimentación . Ejm:

carbón activo en polvo, cal, arcillas

Manejo de ReactivosLos reactivos se pueden presentar en forma liquida o sólida. Los solidos, a su vez, pueden presentarse en grano o en polvo. En el manejo de los reactivos hay que diferenciar tres etapas: almacenamiento, preparación y dosificación.

ALMACENAMIENTO Las instalaciones de almacenamiento dependen de la forma de presentación del reactivo. La tipología básica

consiste en sacos o depósitos.

En la planta de tratamiento se debe disponer de una autonomía de uso de reactivos de entre 15 y 20 días considerando las dosis máximas y los caudales máximos.

Los depósitos generalmente son de forma cilíndrica, están fabricados de materiales no corrosivos( plásticos,

poliéster, resina y fibra de vidrio)

Preparación y DosificaciónPara realizar una buena dosificación o mezcla, se

realizan preparaciones de los reactivos. Se hace en

depósitos similares a los de coagulación, de un tamaño no muy grande y con agitadores.

Las dosis se suelen expresar en mg de reactivo/litro de agua a tratar.

Se utiliza la dosis optima y que reduzca al mínimo los costes. La dosis óptima se determina mediante ensayos denominados “test de jarra”.

Los resultados se pueden expresar gráficamente y de ellos se obtienen las condiciones óptimas de operación.

Uso de ReactivosPRODUCTO ESTADO RIQUEZA DOSIS ph Optimo Notas

Sulfato de Aluminio

Grano Liquido

100%50 %

< 35 – 45 mg/L 5.5 a 7.4

Cloruro Férrico Solido CritalinoLiquido

37% - 47% < 25 -35 mg/L 3.5 a 5.5 > 6.5

El hidróxido forma un floculo de color pardo gelatinoso.

Sulfato Ferroso solido 90% - 94% < 50 mg/L 3.5 a 6.5 > 6.5

Solido fácilmente soluble y de gran

eficiacia.Sulfato Férrico 3.5 a 7 > 9.0

Polimeros Polvoliquido

100 % < 5 mg/L< 0.5 mg/L

Policloruro de Aluminio

15 – 100 mg/L

Cal Polvo 85 % - 99% 40% dosis sulf Fe+320% dosis sulf. Fe +2

Corrección de pH

Carbón Activo PolvoGrano

100% < 25 mg/L

Consideraciones Técnicas Particulares La agitación en la coagulación se puede llevar a cabo mediante agitadores mecánicos vigorosos o bien por inyección de aire con difusores de burbuja media o gruesa. En este último caso el aire preciso es del orden de 1 a 1,5 m3 aire /m3 *h.

Si se adopta un coagulador de sección cilíndrica, es preciso la instalación de cortacorrientes, para disminuir el efecto de vórtice generado por el agitador, lo que conllevaría a una pérdida de energía por arrastre del agua.

En el caso de utilizar cal como agente neutralizante, al tratarse de una reacción de tipo sólido - líquido los tiempos de retención deben incrementase, al ser la velocidad de reacción considerablemente menor.

pH

Turbiedad

Sales Disueltas

Temperatura del Agua

Tipo de Coagulante

Condiciones de mezcla

Sistemas de aplicación de coagulantes

Tipo de Mezcla y colorFactores que

Influyen en la Coagulación

Factores que Influyen en la Coagulación

pH

Para cada agua existe un rango de pH óptimo para la cual la coagulación

tiene lugar rápidamente.

Tipo de Sales Rango de pHSales de Aluminio

5.5 - 7.4

Sales de Hierro 3.5 - 8.5

1

4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.502468

10121416

efecto del PH

pH del agua cruda

Turb

ieda

d de

l agu

a se

dim

enta

da

Factores que Influyen en la Coagulación

Sales disueltas

Rango de pH óptimo

Tiempo requerido para la floculación.

Cantidad de coagulantes requeridos

modifican

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Temperatura del agua

La influencia de este factor en un grupo de plantas de Chicago y establecieron 2 regiones de variaciones muy marcadas una

entre 0 y 10 °C y la segunda entre la 10 y 40 °C.

En la primera zona se encontró que los mecanismos dominantes eran la viscosidad del agua y el pH y que a medida que la temperatura del agua se acercaba a los 0 °C, la remoción

de turbiedad se dificulta.

También el rango de pH optimo varía con la temperatura, y decrece al disminuir esta.

En el rango de 10 – 40 °C se encontró que la eficiencia era cada vez mejor al aumentar la temperatura porque se incrementaba

la tase de colisiones entre las partículas.

La variación de 1°C en la temperatura del agua conduce a la variación de la densidad de esta haciendo la coagulación mas lenta.

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La temperatura cambia el tiempo de formación del floc, entre más fría el agua, la reacción es más lenta y el tiempo de formación del floc es mayor.

Factores que Influyen en la Coagulación

Influencia del Tipo y la Dosis del

Coagulante

La selección y la cantidad de coagulante juegan un rol muy

importante sobre:

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Poca Cantidad

Alta Cantidad

La buena o mala calidad del agua clarificada

El buen o mal funcionamiento de los decantadores

Factores que Influyen en la Coagulación

Influencia de la Mezcla

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Es el grado de Agitación que se da a la masa de agua durante la adición

del coagulante.

Tipos de Mezcla

Mezcladores Mecánicos

Mezcladores

Hidráulicos

Agitadores Resalto Hidráulico

La mezcla es enérgica y de corta duración, llamado mezcla rápida.

Factores que Influyen en la Coagulación

Para cada turbiedad existe una cantidad de coagulante, con el que se obtiene la turbiedad residual más baja, que corresponde a la dosis

óptima.

Mide el efecto de la dispersión que estas partículas presentan al paso de la luz.

Influencia de la Turbiedad

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Sistema de Aplicación del Coagulante

La dosis del coagulante que se adicione al agua es en forma constante y uniforme

El sistema de dosificación debe proporcionar un caudal constante y fácilmente regulable.

Se considera que una reacción adecuada del coagulante con el agua se produce cuando:

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Tipos de Coagulación

Adsorción Barrido

Clasificación del Agua según su Comportamiento en la CoagulaciónTipo de Agua Tipo de Coagulación Requerimiento

1. Baja Concentración de Coloides, Baja alcalinidad.

- Formación de precipitado- Floc de barrido

- Alta dosis de coagulantes - Adición de alcalinidad o partículas o ambas.

2. Baja Concentración de Coloides, Alta alcalinidad.

- Formación de Precipitado- Floc de Barrido

- Alta dosis de coagulantes- Adición de partículas

3. Alta Concentración de Coloides, Baja alcalinidad.

- Adsorción de polímeros metálicos positivos, en la superficie de los coloides (pH 4 a 7)

- Dosis de coagulantes incrementa concentración de partículas, adición de alcalinidad.

4. Baja Concentración de Coloides, Alta alcalinidad.

- Adsorción de polímeros metálicos positivos y precipitaciones de hidróxidos (pH > 7)

- Dosis de coagulante incrementa con concentración de partículas.

COAGULANTE SULFATO DE ALUMINIO