Capítulo II.pdf
- 1. CAPITULO II Antecedentes Berbis (2012) diseñó e implementó el sistema de dosificación automática del químico coagulante y floculante, basado en la medición de turbidez y caudal de agua a tratar en la planta de tratamiento de aguas blancas Planta Río Neverí de PDVSA, empleando sensores de turbidez y caudal, llevando a cabo la proyección de un sistema SCADA web. La implementación del sistema de dosificación automática de químicos posibilitó mantener la turbidez del agua precipitada en el rango de valores deseado por el usuario final, lo que mejoró la eficiencia de los procesos posteriores del tratamiento de aguas blancas La Gerencia Técnica de Pequiven (2012) evaluó y propuso las especificaciones técnicas para la automatización del coagulante primario sulfato de aluminio en los módulos D-100 y D-200, con la finalidad de determinar los parámetros para ajustar la concentración de coagulante en el clarificador, así como dar a conocer la propuesta para la automatización, considerando los planos de adecuación eléctrica, revisión de diagramas de flujo de proceso y diagramas de tuberías e instrumentación, revisión de la filosofía de control, modificación de despliegues en interfaces hombre-máquina, configuración de tendencias en el sistema supervisorio de control y revisión del manual de operaciones, concluyéndose que la automatización de la dosificación del sulfato de aluminio es factible en estos módulos Impurezas del agua El agua en su forma molecular pura no existe en la naturaleza, por lo tanto no es apta para consumo humano ni industrial, debido a que contiene sustancias que pueden estar en suspensión o solución verdadera según el tamaño de disgregación del material que acarrea. Por otra parte, de acuerdo con el tipo de impurezas presentes, el agua puede aparecer como turbia o coloreada, o ambas De manera que para cualquier utilización del agua, ésta debe ser sometida a tratamientos físicos y/o químicos que permitan obtener un agua óptima para su uso. Generalmente, un proceso de purificación de aguas superficiales (ríos, lagos, etc.) cuenta con un tratamiento inicial conocido como coagulación y floculación, donde el primero se basa en la desestabilización eléctrica de las partículas coloidales presentes en el agua, mientras que el segundo consiste en la aglomeración de las partículas desestabilizadas en el proceso anterior, formándose agregados de mayor tamaño denominados “flóculos”. Estos términos, coagulación
- 2. y floculación en ocasiones se confunden, pero sin embargo son dos procesos distintos, aunque complementarios Turbidez Es la primera impureza que más frecuentemente se remueve por coagulación y puede resultar de la erosión del suelo, del crecimiento de algas o bacterias, o de partículas acarreadas por el escurrimiento de las lluvias Las sustancias responsables de la turbidez del agua son las partículas en suspensión, tales como arcilla, minerales, sedimentos, materia orgánica e inorgánica finamente dividida, plancton, bacterias y otros microorganismos. Estas partículas causantes de la turbiedad pueden ser coloidales o materia insoluble de mayor tamaño. Los componentes más frecuentes y comunes de las aguas turbias son las arcillas, que constituyen un material natural, terroso, de gránulos muy finos, que se vuelve plástico cuando se mezcla con cierta cantidad de agua. Varios análisis de arcilla han demostrado que esta se compone principalmente de sílice, aluminio y agua, frecuentemente con cantidades apreciables de hierro, álcalis y tierra alcalina Coagulación La coagulación se refiere al proceso de desestabilización de las partículas suspendidas, de modo que se reduzcan las fuerzas de separación entre ellas. Se lleva a cabo con la adición de un poli electrólito cargado, generalmente son sales metálicas de aluminio o de hierro. Este proceso es resultado de dos fenómenos: • El primero, esencialmente químico, consiste en las reacciones del coagulante con el agua y la formación de especies hidrolizadas con carga positiva. Este proceso depende de la concentración del coagulante y del pH final de la mezcla. • El segundo, fundamentalmente físico, consiste en el transporte de especies hidrolizadas para que hagan contacto con el agua Etapas de la coagulación Etapa 1: Hidrólisis de los iones metálicos multivalentes y su consecuente polimerización hasta llegar a especies hidrolíticas multinucleadas.
- 3. Etapa 2: Adsorción de las especies hidrolíticas en la interfaz de la solución sólida para lograr la desestabilización del coloide. Etapa 3: Aglomeración de las partículas desestabilizadas mediante un puente entre las partículas que involucran el transporte de estas y las interacciones químicas. Etapa 4: Aglomeración de las partículas desestabilizadas mediante el transporte de las mismas y las fuerzas de Van der Waals. Etapa 5: Formación de los flóculos. Etapa 6: Precipitación del hidróxido metálico Polímero coagulante Los coagulantes más comunes que se utilizan en el tratamiento de agua son compuestos inorgánicos que se clasifican en: sales de aluminio o sales de hierro, estas últimas tienen poco o ningún uso en Venezuela. Las sales de aluminio más conocidas son el Sulfato de Aluminio, el Sulfato de Aluminio Amoniacal y el Hidroxicloruro de Aluminio. El primero es el coagulante que se usa con mayor frecuencia en las plantas de tratamiento de agua, por su bajo costo Dosificación Los sistemas de dosificación química se emplean cuando se necesita inyectar químicos a un proceso como aditivo o para mantener el agua de calderas y de refrigeración en condiciones adecuadas de pH, oxígeno y conductividad y evitar incrustaciones Floculación Consiste en la aglomeración de partículas coloidales desestabilizadas por el proceso de coagulación, con la finalidad de formar agregados de mayor tamaño llamados “flóculos”, los cuales sedimentan por gravedad. La floculación se logra mediante agitación lenta utilizando un agitador de tipo hélice denominado helicomezclador y añadiendo como ayudante una sustancia orgánica de alto peso molecular conocida como polímero floculante, el cual ayuda a unir las distintas partículas coloidales desestabilizadas por medio de sus largas cadenas de moléculas. Los polímeros logran entrelazar los diversos microflóculos, formando de esta manera flóculos más grandes y pesados, los cuales podrán ser separados del agua por decantación.