Clarificación Compacta

Los clarificadores compactos, de origen americano, realizan las operaciones de clarificación y evacuación automática de fangos simultáneamente en el mismo aparato. En la figura de la página siguiente, se presenta el esquema de un «Precipitador»; el floculante y el agua bruta se introducen por la parte superior, donde entran en contacto con fangos preformados. Estos fangos se mantienen en suspensión gracias a un agitador de paletas horizontales (P), movido por un motor (M) de velocidad variable.

Filtración del Agua

La filtración tiene por objeto retener las partículas en suspensión presentes en el agua, tanto las del agua bruta como las originadas en un proceso previo de floculación. La filtración se lleva a cabo haciendo pasar el agua a través de una materia porosa. Esta materia actúa de dos maneras principales:

• Mecánica: reteniendo las partículas sólidas.
• Biológica: absorbiendo materias coloidales mediante la acción de microorganismos que se adhieren al filtro y segregan sustancias coagulantes.

La filtración puede ser de dos tipos:

• Lenta: velocidad de filtración de 5 a 10 m por día. Es más completa y abarca los aspectos mecánico y biológico.
• Rápida: velocidad de 5 a 25 m por hora. Predomina el aspecto mecánico debido a la alta velocidad.

En los filtros, es crucial considerar la elección de la materia filtrante, como la granulometría y las características de los materiales, generalmente gravas y arenas.

Desinfección del Agua

La mayoría de las aguas, incluso después de ser tratadas, pueden contener microbios y bacterias. Si se utilizan filtros lentos de gran superficie, se logra una depuración considerable. Sin embargo, en la mayoría de los casos, es necesario complementar el tratamiento con una desinfección eficaz para asegurar la eliminación total de microorganismos. Los principales métodos de desinfección industrial son:

• Cloración: Adición de cloro y sus derivados. La acción oxidante del cloro destruye la materia orgánica. El cloro gaseoso disuelto en agua produce ácido clorhídrico e hipocloroso. Los hipocloritos (sódico y cálcico) se utilizan directamente en forma de polvo. Los compuestos de cloro y nitrógeno, como las cloraminas, eliminan sabores del agua. El dióxido de cloro también se usa en solución. La cloración con gas presenta riesgos de toxicidad, por lo que los hipocloritos son más seguros.
• Ozonización: Uso de ozono.
• Rayos ultravioleta.

Ablandamiento del Agua

La dureza del agua causa varios inconvenientes:

• Formación de incrustaciones en tuberías y calentadores, reduciendo su eficiencia.
• Mayor gasto en jabones y detergentes.
• Debilitamiento de las fibras de los tejidos y olores por depósitos de sales cálcico-magnésicas.

El ablandamiento del agua no solo mejora su uso, sino que también tiene un impacto económico significativo. Se estima que el ahorro en jabón y detergentes es de tres a cuatro veces mayor que el costo del tratamiento. Además, se evita la necesidad de separar instalaciones para agua blanda.

Métodos de Ablandamiento del Agua

Existen tres métodos principales para el ablandamiento del agua:

1. Proceso de cal en frío o cal sodada en frío.
2. Intercambio catiónico en ciclo sódico.
3. Proceso de ablandamiento en dos pasos (combinación de los dos anteriores).

Proceso de Cal en Frío y Cal Sodada en Frío

Este proceso utiliza hidróxido cálcico (cal hidratada o cal apagada) para reducir la dureza causada por carbonatos. También se puede añadir carbonato sódico (sosa comercial o soda ash). Si solo se usa hidróxido cálcico, se llama «cal en frío»; si se usan ambos, se llama «cal sodada en frío». Se añaden pequeñas cantidades de alumbre, sulfato de aluminio y sales de hierro como coagulantes para facilitar la sedimentación y posterior filtración de los precipitados de carbonato cálcico e hidróxido de magnesio.

Plantas de Ablandamiento

Las plantas municipales de tratamiento de agua por cal en frío tienen los siguientes equipos:

1. Dosificadores: Añaden reactivos y coagulantes en dosis adecuadas.
2. Unidades de ablandamiento: Donde ocurren las reacciones de ablandamiento y coagulación, con la sedimentación de los precipitados.
3. Filtros: Eliminan los últimos restos de precipitados.
4. Depósito de regulación: Almacena el agua tratada para su posterior distribución.

Tipos de Ablandadores de Agua para el Proceso de Cal en Frío

Se utilizan tres tipos principales de procesos continuos:

Lechos Suspendidos

El agua blanda se filtra a través de una capa de precipitados previamente formados. Ventajas: tamaño reducido, efluente más claro, uso eficiente de reactivos y mayor velocidad de reacción.

Convencionales

El agua dura y los aditivos descienden por un tubo central y luego ascienden. Los precipitados se depositan en el fondo y se retiran periódicamente.

Catalíticos

El agua se trata con cal mientras asciende por un reactor en forma de ciclón a través de un lecho catalítico de calcita molida. El carbonato cálcico se deposita en el lecho, que aumenta de tamaño. Las partículas grandes se retienen y se añade nuevo catalizador. No es apto para eliminar la dureza del magnesio.