Taller de Biología  
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Procesos de reciblado y tratamiento de aguas
 
   

Coordinadora UAH:
Irene Bustamante

Colaboradores:
Pedro Letón
Antonio Rodríguez
Elvira García
Carolina Llanos
Teresa Varela

Fuente: VI Feria Madrid por la Ciencia

Dirigido a: ESO, Bachillerato y Universidad

Materiales

  • Equipo de coagulación-floculación «Flocumatic» de 6 plazas con set de agitadores mecánicos con control de velocidad y tiempo. Este equipo se puede reemplazar por agitadores magnéticos. Idealmente, hacerlo en serie de tres más un blanco. Por tanto, será necesario disponer de los correspondientes imanes
  • 6 vasos de precipitados de 1.000 mL
  • 6 probetas de 1.000 mL
  • Pipetas graduadas de 5, 10 y 15 mL
Reactivos:
  • Solución de sulfato de aluminio, 30 g/L
  • Solución de cloruro de hierro, 30 g /L

Fundamento científico

La coagulación-floculación es parte del proceso físico-químico de tratamiento de aguas, y tiene por objeto retirar el material coloidal del agua. Consta de las etapas de coagulación, floculación y sedimentación.
El mezclado es la distribución uniforme y rápida del coagulante en el agua antes de que se verifiquen reacciones químicas en proporción apreciable. La coagulación es la desestabilización del coloide mediante la formación de coágulos, originados por la adición al agua de un producto capaz de neutralizar la carga eléctrica de las partículas coloidales, generalmente electronegativas. La floculación es un proceso de agitación suave y continua que permite a las partículas o coágulos suspendidos aglomerarse unos a otros para formar flóculos de tamaño y densidad apropiados para su separación por gravedad. Cabe recordar que, junto a estas partículas precipitadas, se adhiere, además de microorganismos, parte de la materia orgánica presente en el agua. Finalmente, la sedimentación de las partículas en forma de lodos permite la separación del agua por decantación.
Las operaciones de coagulaciónfloculación- sedimentación, que se realizan en las plantas de tratamiento y purificación de aguas para la eliminación del material coloidal que puedan contener, se pueden simular en el laboratorio para determinar el tipo y dosis óptimas de coagulante más adecuado para una determinada masa de agua.


La experiencia descrita se puede realizar con material habitual de trabajo, como se observa en la fotografía: agitador magnético, vasos de precipitados y probetas.


Desarrollo

  • En la muestra de agua homogeneizada determinamos color, turbidez, pH, alcalinidad y dureza. El pH debe estar comprendido entre 6 y 7; en caso contrario, se puede ajustar con solución de NaOH o HCl 0,10 N
  • Encendemos el equipo, los agitadores y estabilizamos su rotación a 150 rpm
  • Adicionamos 800 mL de agua a los vasos de precipitados de 1.000 mL
  • Dosificamos el coagulante seleccionado a los primeros cinco vasos, en volúmenes crecientes y simultáneamente (2, 4, 8, 10 y 12 mL). Utilizamos el sexto vaso como blanco
  • Mantenemos la agitación de las aspas a 150 rpm durante un minuto (mezcla rápida o coagulación) y luego disminuimos la velocidad de agitación a 50 rpm y la mantenemos durante 15 minutos más (mezcla lenta o floculación)
  • Una vez transcurrido el tiempo, suspendemos la agitación y retiramos los agitadores de los vasos. Transferimos su contenido a las probetas y dejamos el sistema en reposo 30 minutos durante los cuales debemos observar la apariencia y consistencia de los flóculos y su velocidad de sedimentación
  • Repetimos utilizando el otro reactivo coagulante
  • Finalmente, determinamos el coagulante y la dosis óptima seleccionando el vaso en donde los valores de color y turbidez sean los más bajos y en el que la velocidad de sedimentación y la consistencia de los flóculos sean los mejores












 

El pH desempeña un papel muy importante en estos procesos, debido a que los iones hidronio e hidroxilo aportan o destruyen la carga eléctrica de las partículas coloidales. Por tanto, la experiencia se puede enriquecer estudiando el efecto del pH en el proceso.

 

 

 


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