Importancia del pH en sistemas de clarificación química
Durante el tratamiento del agua, existen diferentes medidas de control que tienen diverso grado de complejidad como lo son la coagulación, sedimentación, filtración y desinfección.
La clarificación del agua es la agrupación de los procesos de coagulación, floculación y sedimentación, donde el principal objetivo es eliminar los sólidos suspendidos o de bajo peso molecular (limos y coloides) que son los principales vehículos de los virus y bacterias. Estos sólidos suspendidos están directamente relacionados con los parámetros de calidad de turbidez y color de agua.
Para clarificar el agua se utilizan productos químicos como coagulantes que causan que las pequeñas partículas se agrupen, formando partículas tamaño arena, las cuales se agrupan y forman flóculos, que, por su mayor peso molecular, la gravedad las decanta al fondo del sedimentador y son fácilmente removibles.
En los sistemas de tratamiento de agua, la clarificación requiere un tiempo de permanencia o velocidad de flujo para que los productos químicos (coagulantes y/o floculantes) se mezclen y se generen los coágulos (mezcla rápida) y luego en la generación de los flóculos (mezcla lenta) se sedimenten y no se arrastren por una alta velocidad de flujo.
Algunos de los coagulantes más comunes para tratamiento de agua son inorgánicos, como las sales de hierro y aluminio. Si se dosifican correctamente, son muy eficientes en la eliminación de los sólidos en suspensión.
Comercialmente, los más comunes son el Sulfato de Aluminio y el Cloruro Férrico, sin embargo, puede que se requieran de otro tipo de productos que refuercen la clarificación dependiendo la naturaleza de estos sólidos suspendidos, estos productos son los polímeros catiónicos o aniónicos que aceleran la sedimentación de partículas.
Mediante el ensayo del Test de Jarras, se puede identificar el mejor producto o la mezcla correcta de productos y su concentración, para mejorar la eficiencia del proceso de clarificación del agua.
Diversos factores pueden afectar la eficiencia de los productos químicos usados en la clarificación, entre ellos el pH del agua, ya que este controla la especiación iónica de los coagulantes, los cuales tienen mayor eficiencia en rangos específicos de pH:
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- Sulfato de aluminio: pH óptimo entre 5.5 a 7.2.
- Cloruro férrico: Funciona mejor entre pH 4.5 a 6.0.
- Policloruro de aluminio (PAC): Tiene mayor rango operativo (5.0 a 8.5), lo que permite mayor flexibilidad.
Si no se tiene en cuenta el pH del agua, la eficiencia del coagulante puede ser nula y al contrario de lo que se busca, aumentar la turbidez.
Por otra parte, el control inadecuado del pH genera que los metales pesados se solubilicen, por ejemplo, el Hierro y Manganeso, también el Aluminio residual de los coagulantes a base de sales de Aluminio.
El pH no solamente es un parámetro de control operativo, este modulará el comportamiento químico de los sistemas de clarificación, que en correcta gestión permitirá optimizar la eficiencia del coagulante/floculante usado, minimizar los residuos o compuestos no deseados, evitar problemas en la red de distribución y reducir los costos operativos o la necesidad de uso de productos adicionales.
Sebastián Pinzón
Ingeniero de aplicaciones