La coagulación-floculación es un método de tratamiento físico-químico para la depuración de agua , utilizado para el tratamiento de agua potable y tratamiento de aguas residuales .
Su principio se basa en la dificultad que tienen determinadas partículas para asentarse de forma natural: los coloides .
Las partículas coloidales se caracterizan por dos puntos esenciales: en primer lugar, tienen un diámetro muy pequeño (de 1 nm a 1 micra) - por otro lado, tienen la característica de cargarse electronegativamente, provocando fuerzas de repulsión inter-coloidales. Estos dos puntos dan a los coloides una tasa de sedimentación extremadamente baja (que incluso puede considerarse cero en el contexto del tratamiento del agua).
La coagulación-floculación es un proceso de dos pasos que elimina esta falta de sedimentación. Esta técnica permite atacar las dos características mencionadas anteriormente, imposibilitando la eliminación natural de partículas coloidales.
Primero, la coagulación , mediante la adición de sales metálicas (generalmente hierro o aluminio), elimina las repulsiones intercoloidales: los cationes metálicos (Al 3+ y Fe 3+ ) se unen a los coloides y los neutralizan. Las partículas coloidales ahora pueden encontrarse.
En segundo lugar, la floculación permite abordar el problema del pequeño diámetro de los coloides. La verdadera preocupación es de hecho la masa, que no permite una sedimentación natural y aprovechable en el marco de un tratamiento. La solución aprovechada por la floculación es provocar, gracias a la adición de floculante , una aglomeración de las partículas coloidales. Posteriormente, este aglomerado de coloides denominado flóculo tiene una masa suficiente para poder sedimentar. El floculante agregado es generalmente un polímero , ya sea orgánico o natural, que actuará como un pegamento entre los coloides.
Desde el punto de vista de la implementación de la coagulación-floculación, dos parámetros requieren especial atención al dimensionar un tratamiento de coagulación-floculación: las cantidades de reactivos a agregar y las velocidades de agitación del medio de reacción.
Estos cuatro valores (una cantidad de reactivo y su velocidad de agitación asociada para la coagulación, luego una cantidad de reactivo y su velocidad de agitación asociada para la floculación) deben determinarse en función del agua a tratar. Y en esta área, no existe una regla o fórmula para el dimensionamiento: estos valores solo pueden determinarse empíricamente , por ensayo y error y analizando muestras en el laboratorio.
La determinación de estas cantidades en el laboratorio se lleva a cabo mediante lo que se denomina prueba de jarra . Consiste en una fila de vasos de precipitados alineados bajo un aparato que permite agitarlos todos a la misma velocidad. Los diferentes vasos han recibido una dosis diferente de reactivos y al final del experimento se determina qué pares cantidades de reactivo / velocidad y tiempo de agitación permiten obtener el agua más clara, los flóculos más grandes y mejor sedimentados. En cuanto a las velocidades de agitación, la única certeza es que la coagulación requiere una velocidad de agitación bastante rápida (para mezclar bien el agua y que los coloides y los cationes metálicos se encuentren y neutralicen entre sí) y que la floculación , cuando se hace, requiere una velocidad relativamente lenta. velocidad (para favorecer el encuentro y agregación de coloides pero sin destruir los flóculos ya formados) ...
Como parte de un tratamiento de agua potable, se puede utilizar la coagulación-floculación para eliminar la turbidez del agua (micropartículas como la arcilla responsables de enturbiar el agua). Para que el agua sea potable, un proceso de coagulación-floculación debe ir acompañado de una decantación y una rigurosa eliminación de los flóculos. Además, las cantidades de reactivos deben evaluarse con precisión para no agregar demasiado.
En el contexto del tratamiento de aguas residuales, la coagulación- floculación se encuentra a menudo como un sistema de tratamiento terciario - en una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas - destinado a eliminar la contaminación por fósforo .