Este documento describe los procesos de floculación y sedimentación como operaciones unitarias para el tratamiento de aguas. Explica que la floculación involucra la aglomeración de partículas desestabilizadas para formar flóculos más grandes que puedan sedimentar, mientras que la sedimentación es el proceso de remoción de partículas por gravedad. También cubre diferentes tipos de floculadores e identifica parámetros clave como el tiempo de retención y el gradiente de velocidad.

1. INSTITUTO TECNOLOGICO DEL PUTUMAYO
FACULTAD DE INGENIERIA – INGENIERIA AMBIENTAL VIIIB
BERMUDEZ NATALIA
CAMARGO BETANCUR LUIS
CRUZ ESTRADA JONNY
MADRID DELGADO CAMILA
TOVAR VELAZCO EBLIN
MOCOA-PUTUMAYO
OPERACIONES UNITARIAS
FLOCULACION Y SEDIMENTACION COMO OPERACIONES UNITARIAS
1

2. INTRODUCCION : LA FLOCULACION
Los floculantes a utilizar para dicho proceso dependen del tipo
de naturaleza pueden ser; minerales, orgánico naturales y
orgánico de síntesis
(Lorenzo., 2006)
refiere que la Floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que
consiste en la agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el
crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados con la
finalidad de aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con
facilidad
Cárdenas (2000)

3. INTRODUCCION : LA FLOCULACION
La floculación en un tratamiento de aguas consiste en la
aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y
después en voluminosos llamados flóculos más grandes que
tienden a depositarse en el fondo de los recipientes.
(Pérez de la cruz y Urrea, 2011)
Estas partículas son contaminantes, que carga el agua en el
transcurso de su vida, la remoción es de estas cargas
contaminantes es del 80%; proceso que puede realizarse de
forma Pericinética y/o Ortocinética
Romero, (2009)

4. LA FLOCULACION

5. OBJETIVOS DE LA FLOCIULACION
 Reunir partículas desestabilizadas formando aglomeraciones
 Potabilización de aguas superficiales
 Tratamiento de aguas servidas domesticas e industriales

6. Tipos, parámetros y factores de la floculación.
Tipos de floculación
La Floculación Pericinética
caracteriza por los contactos por bombardeo de las partículas producidos
por el movimiento de las moléculas del líquido (movimiento browniano) que
sólo influye en partículas de tamaños menores a un micrón.
por Contactos por turbulencia del líquido, esta turbulencia causa el
movimiento de las partículas a diferentes velocidades y direcciones, lo
cual aumenta notablemente la probabilidad de colisión.
Floculación Ortocinética

7. Floculación Ortocinética
para Canepa y Richter., S.f. los dos tipos de floculación se enfocan en las colisiones.
Floculación Pericinética: Se basa en las colisiones debido al hecho de
las moléculas e inducidas por la energía térmica. A este movimiento se le
denomina movimiento browniano.
Floculación Ortocinética: basa en las en las colisiones debidas al
movimiento del agua. Este movimiento es inducido por una energía
exterior a la masa de agua y que puede ser de origen mecánico o
hidráulico.

8. Parámetros de la Floculación
Cárdenas, (2000)
 Floculación Ortocinética
 Gradiente de Velocidad
 Número de colisiones
 Tiempo de retención
 Densidad y tamaño de floc.
 Volumen de lodos

9. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FLOCULACION
 Concentración de la naturaleza de las partículas
 Variación del caudal
 Intensidad de agitación
 Tiempo de floculación
 Numero de compartimientos de la unidad
 Gradiente de velocidad
 PH

10. Tipos de floculantes
Floculantes Minerales
Floculantes
Orgánicos
Naturales
Floculantes
Orgánicos de
Síntesis
. Según Lorenzo, (2006).

11. Clasificación de los floculadores
Fuente: (Arboleda Valencia, 2000)
Fuente : Arboleda valencia,2000

12. TIPOS DE FLOCULADORES
Floculadores hidráulicos: el RAS 2000 expone los siguientes
Floculador de flujo horizontal

13. DESVENTAJAS DEL FLOCULADOR DE FLUJO HORIZONTAL
 Se produce mucho más pérdida de carga y por tanto gradiente de velocidad en
los giros de 180° del flujo que en los tramos rectos.

Cuando los tabiques son fijos, la velocidad es constante para cada flujo. Si se
quiere cambiar Q la velocidad cambia y cambia también la pérdida de carga,
pudiendo ser o muy alta o muy baja.
 Otra dificultad en este tipo de floculadores es su falta de flexibilidad.

14. El floculador hidráulico tiene una serie de ventajas
 No tienen cortos circuitos
 No tiene partes movibles
no requiere consumo externo de energía

15. Floculador Alabama
En los floculadores Alabama debe ubicarse un codo en cada
cámara para impulsar el fluido hacia arriba

16. En el floculador de flujo helicoidal el agua debe
entrar por el fondo en la esquina de la cámara .
Debe salir por encima en la encima opuesta
la cámara debe ser cuadrada o circular
Puede utilizarse pantallas horizontales delgadas
que cubran el 30% del área superficial.

17. Floculador de flujo helicoidal
Deben colocarse de manera
que impida la formación de
cortos circuitos .
Deben de diseñarse un
desagüe por cámara para la
extracción de lodos .
Se recomienda utilizarlos en
aguas bajas en turbiedad, y
que no contengan solidos
pesados en especial arena.

18. Floculadores mecánicos
Debe contarse con una fuente
de energía exterior segura para
garantizar una mezcla lenta
mediante agitadores mecánicos.
Los floculadores pueden ser
giratorios (de eje horizontal o de
eje vertical) o reciprocantes.

19. Floculador de paletas.
El floculador es el agitador mecánico más
empleado, su eficacia es función del
número de cámaras, por lo que mínimo
deben ser cuatro; el él la entrada y salida
deben diseñarse de manera que se eviten
los cortocircuitos

20. Como condiciones de funcionamiento deben verificarse
• Que la dosificación y la mezcla rápida estén operando satisfactoriamente.
• Que el nivel del agua cubra siempre las paletas del agitador.
• La velocidad de rotación que genera el gradiente óptimo según la calidad
del agua cruda.
• El tiempo de contacto para permitir que los flóculos alcancen el tamaño y
peso adecuado.
• El tamaño del flóculo formado, en caso de no ser suficiente, cambiar la dosis
de coagulante.

21. Floculadores hidráulicos
a) Floculadores de flujo horizontal y flujo vertical
•Tiempo de detención y gradiente de velocidad: deben determinarse a
través de pruebas de laboratorio. El gradiente medio de velocidad (G)
debe estar entre 20 s-1 y 70 s-1 y el tiempo de detención (td) entre 20 y
30 minutos, deben determinarse en base a las pérdidas de carga y la
longitud de trayectoria del flujo.
•Velocidad del agua: El floculador debe diseñarse de manera que la
velocidad del agua a través del tanque de 0.2 m/s a 0.6 m/s.

22. b) Floculador Alabama
• Número de cámaras: Se recomienda un número
mínimo de 8 cámaras.
• Velocidad en el codo: En los codos la
velocidad debe estar entre 0.4 m/s y 0.2 m/s.
• Gradiente de velocidad y tiempo de detención

23. Floculador flujo helicoidal
Dimensionamiento: La unidad debe ser cuadrada, con una relación
mínima entre el lado y la profundidad de 1:2 .
Volumen de la unidad : El volumen del floculador debe obtenerse al
dividir el volumen total de acuerdo con el tiempo de detención entre
el número de cámaras.
Tiempo de detención y gradiente :Debe determinarse a través de la
prueba de jarras

24. Floculadores mecánicos
 Tiempo de detención y gradiente de velocidad: Estos parámetros deben
obtenerse por ensayos previos en laboratorio para diferentes calidades
de agua.
 Velocidad periférica: La velocidad periférica máxima en la punta de la
paleta para los floculadores de alta energía debe ser 3 m/s y para los
floculadores de baja energía de 0.3 m/s a 0.75 m/s.
 Dimensionamiento del agitador
 Interconexión de las cámaras:
 Número de unidades

25. SEDIMENTACION
( Pérez 1978)
Se entiende por sedimentación a la remoción, por efecto gravitacional, de las
partículas en suspensión en un fluido, y que tenga peso específico mayor
que el fluido.
(Pérez Luis 2005)
define a la Sedimentación como el proceso natural por el cual las partículas
más pesadas que el agua que se encuentran en su seno en suspensión, son
removidas por la acción de gravedad.

26. Tipos de sedimentación

27. SEDIMENTADORES
Fuente: UNAD.edu.co

28. Fuente: procesosbio.wikispaces.com
Sedimentador Circular

29. Una unidad de sedimentación consta de cuatro zonas:

30. CRITERIOS DE DISEÑO DE LOS TANQUES DE SEDIMENTACIÓN
Para los cálculos de un tanque de sedimentación es necesario el
conocimiento de los siguientes criterios:
•Caudal necesario según el crecimiento demográfico.
•Calidad fisicoquímica del agua.
•El tiempo de retención 2 – 6 horas, según el tipo.
•Tamaño de las partículas en suspensión.
•Concentración de los contaminantes (afecta la velocidad de sedimentación).

31. RESULTADOS FLOCULACION
Para el tratamiento de agua potable el floculador mayormente
utilizado es la sílice activada que es un floculante mineral se le
ha considerado como el mejor floculante capaz de asociarse a
las sales de aluminio. Se utiliza sobre todo en el tratamiento de
agua potable.
Un agua que contiene poca turbiedad coloidal es, frecuentemente, de
floculación más difícil, ya que las partículas sólidas en suspensión
actúan como núcleos para la formación inicial de flóculos por eso es
que el proceso de floculación es más utilizado en agua residual debido a
que contienen mayor cantidad de solidos suspendido y mayor turbidez.

32. RESULTADOS FLOCULACION
La influencia principal de la temperatura en la floculación es su
efecto sobre el tiempo requerido para una buena formación de
flóculos.
La floculación es estimulada por una agitación lenta de la mezcla puesto
que así se favorece la unión entre los flóculos. Un mezclado demasiado
intenso no interesa porque rompería los flóculos ya formados.

33. RESULTADOS FLOCULACION
Generalmente, temperaturas bajas dificultan la clarificación del agua, por
lo que se requieren periodos de floculación más largos o mayores dosis de
floculante.
Los floculadores son depósitos provistos de sistemas de agitación que
giran con relativa lentitud para no romper los flóculos formados durante la
coagulación. El tiempo de retención en estos sistemas suele ser de 10 a
30 minutos.

34. RESULTADOS : SEDIMENTACION
En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para
retirar la materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aquí el
agua pasa por un dispositivo de sedimentación donde se depositan los
materiales para su posterior eliminación
LA SEDIMENTACION
el proceso de sedimentación puede reducir de un
20 a un 40 % la DBO5 y de un 40 a un 60 % los
sólidos en suspensión.

35. La sedimentación o la decantación se realizan en reactores
denominados sedimentadores o decantadores, de acuerdo con
el tipo de partícula y el sentido de flujo que se remueva en
cada unidad. La clasificación más recomendable es la
siguiente, Tabla :
SENTIDO DEL
FLUJO
TIPO DE
SEDIMENTACIÓN
EJEMPLO TASA DE FLUJO
m3
/m2
/d
Horizontal 1 y 2 Desarenadores 200 – 420
15 - 30
Vertical 2 y 3 Manto de lodos 45 - 60
Inclinado
(ascendente o
descendente)
1 y 2 Decantadores con
placas.
120 - 180
(Arboleda Valencia, 2000)
RESULTADOS :LA SEDIMENTACION

36. CONCLUSIONES
 La floculación se puede realizar en sistemas de
tratamiento de agua residual, potable e industrial
y dependiendo de su carga contaminante serán las
condiciones del tratamiento y la dosis de
reactivos.
 En aguas residuales el proceso de floculación
ayuda a la reducción de sólidos en suspensión,
materia orgánica, contaminantes industriales
(metales pesados), de fosforo y espesamiento de
lodos.

37. CONCLUSIONES
 La floculación es un proceso que ayuda a disminuir las cargas contaminantes del
agua con agregados que pueden ser minerales, orgánicos natural y orgánicos de
síntesis y con la multiplicación de energía de mezclado.
 Para tener claro y no confundir los dos procesos la coagulación con la floculación
se delimita la floculación como la que se encarga del transporte de partículas
coaguladas para provocar colisiones entre ellas promoviendo la aglomeración,
mientras que la coagulación es la que se encarga de la desestabilización de la
suspensión coloidal.

38. CONCLUSIONES
Los parámetros y los factores que influyen en el proceso de floculación como la concentración y
naturaleza de las partículas, el tiempo de retención, el gradiente de velocidad, densidad y tamaño
de floc y volumen de lodos; Son aquellos que se deben tener en cuenta a la hora de diseñar el
floculador y de elegir el tipo de floculantes a utilizar.
•Es importante recordar que la velocidad de sedimentación es inversamente
proporcional a la concentración de partículas presentes en el fluido de estudio.
•La sedimentación puede encontrarse tanto en el tratamiento primario como en el
secundario.
•Después de un proceso de floculación es casi obligatorio la ubicación de un tanque
sedimentador

39. Universidad Nacional abierta y a distancia
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358040/Contenido_en_linea_Diseno_de_Plantas_
Potabilizadoras/captulo_7_floculacin.html consultado el ( 07/10/2015)
PÉREZ, Luis. Teoría de la sedimentación. Argentina: Instituto de Ingeniería Sanitaria
y Ambiental, 2005. p 2. [En línea]. Disponible en:
<http://www.fi.uba.ar/archivos/institutos_teoria_sedimentacion.pdf> Fecha de consulta:
07/10/2015.
Pérez de la cruz francisco Javier, Urrea Mallebrera Mario Andrés, 2011.
Abastecimiento de aguas coagulación y floculación, universidad politécnica de
Cartagena. Pág. 19
Arboleda Valencia, J. (2000). Teoría y práctica de la purificación del
agua (tercera edición ed.). Bogotá: McGraw Hill.
 RAS 2000 (Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico).
BIBLIOGRAFIA