En el ámbito del tratamiento del agua, el uso de productos químicos para el tratamiento del agua es un factor clave para garantizar la seguridad del agua y la sostenibilidad medioambiental. Los dos productos químicos más utilizados para el tratamiento del agua son el cloruro de polialuminio y
poliacrilamida. Desempeñan un papel fundamental en la eliminación eficaz de sólidos en suspensión, materia orgánica e iones de metales pesados de las aguas residuales. Hoy nos centraremos en la poliacrilamida (PAM).
Introducción a la poliacrilamida
La poliacrilamida se presenta normalmente en forma de polvo blanco. Se disuelve muy bien en agua. Sin embargo, su solubilidad en disolventes orgánicos comunes, como el benceno, el éter dietílico, los ésteres y la acetona, es prácticamente nula. Las soluciones acuosas de poliacrilamida suelen presentarse como líquidos transparentes y viscosos. Se clasifica como no peligrosa, no tóxica y no corrosiva. El PAM sólido presenta una fuerte higroscopicidad; cuanto mayor es la fuerza iónica, mayor es la higroscopicidad.
Estructura molecular
La estructura molecular de la poliacrilamida está formada por polímeros de cadena larga. Las cadenas moleculares contienen un gran número de grupos amida. Estos grupos son altamente polares e hidrofílicos. Son capaces de unirse a sustancias insolubles en agua, como partículas en suspensión y coloides, mediante enlaces de hidrógeno. Cuando la poliacrilamida se disuelve en agua, las cadenas moleculares se extienden y forman una estructura reticular. Mediante la reticulación entre ellas, las pequeñas partículas dispersas se agrupan en flóculos más grandes. Este proceso se conoce como floculación. Es un paso crucial en el tratamiento del agua. Una vez formados los flóculos, su densidad es significativamente mayor que la del agua, lo que hace que se depositen rápidamente en el fondo bajo la influencia de la gravedad. De este modo se logra la separación sólido-líquido. La eficacia de la floculación de la poliacrilamida depende de muchos factores, como el peso molecular, el grado de ionización y el grado de hidrólisis. Cuanto mayor es el peso molecular de la PAM, más largas son las cadenas moleculares y mayor es la capacidad de reticulación. El grado de ionización determina la capacidad de adsorción de partículas con diferentes cargas.
Tipos de poliacrilamida
El PAM se clasifica en función de la naturaleza de la carga que transportan sus cadenas moleculares. Se divide principalmente en tres tipos: aniónico, catiónico y no iónico. Los requisitos específicos para el tratamiento varían en función de la naturaleza de las aguas residuales. Estos tipos de PAM obtienen sus características de carga a través de los grupos funcionales presentes en sus estructuras moleculares. Poseen un alto grado de ionización en el agua y se clasifican como electrolitos poliméricos.
- PAM catiónico: adecuado para el tratamiento de aguas residuales o lodos con carga negativa. Los lodos activados generados durante los procesos de tratamiento biológico suelen tener carga negativa. La poliacrilamida catiónica favorece eficazmente la floculación y la sedimentación de los lodos mediante la neutralización de la carga.
PAM aniónico: ofrece buenos resultados en el tratamiento de aguas residuales o lodos con carga positiva. Esto es especialmente relevante para las aguas residuales generadas en acerías, plantas de galvanoplastia, plantas metalúrgicas, plantas de lavado de carbón y durante los procesos de eliminación de polvo.
PAM no iónico: Presenta buenos efectos de floculación tanto en aguas residuales o lodos catiónicos como aniónicos. Sin embargo, dado que sus costes de producción son relativamente elevados, el uso de PAM no iónico puede aumentar el coste total del tratamiento del agua.
Aplicaciones
La poliacrilamida es adecuada para aguas residuales que contienen una alta proporción de partículas finas y materia coloidal, como en el tratamiento de aguas residuales urbanas, el tratamiento de aguas residuales de la industria de la pulpa y textil, y aplicaciones similares. Agrega eficazmente las partículas finas en flóculos de gran tamaño, lo que favorece una rápida sedimentación y filtración. La PAM también puede mejorar las propiedades del agua a altas temperaturas, reducir su viscosidad y aumentar la eficiencia en el transporte de fluidos.
Tratamiento de aguas residuales: La poliacrilamida se utiliza en la deshidratación de lodos para aumentar la tasa de utilización de la reutilización y el reciclaje del agua. El cloruro de polialuminio, por su parte, puede eliminar eficazmente los sólidos en suspensión y los contaminantes orgánicos del agua, reduciendo así la turbidez.
