Coagulazione

Il processo di coagulazione consiste nella destabilizzazione di particelle colloidali realizzata tramite l’aggiunta di un reagente chimico chiamato coagulante. Rappresenta una delle fasi del processo di flocculazione.

Le particelle più piccole sono in genere dotate di cariche superficiali negative che ne ostacolano l’aggregazione e la stabilizzazione. Gli agenti chimici coagulanti possono adsorbire le particelle e controbilanciare l’azione delle cariche.

L’introduzione di cariche di segno opposto consente alle particelle di restare unite e formare fiocchi di dimensioni inferiori al micron stabili in sospensione.

Affinché gli agenti chimici coagulanti si disperdano adeguatamente è necessaria una miscelazione rapida, che promuove le collisioni tra le particelle e la formazione di fiocchi di dimensioni inferiori al micron.

Applicazione dei coagulanti

I più utilizzati sono i coagulanti inorganici, come:

  • sali d’alluminio
    • solfato di alluminio Al2(SO4)3
    • cloruro di alluminio AlCl3
    • policloruri basici di alluminio Aln(OH)mCl3n-m
  • sali di ferro
    • cloruro ferrico FeCl3
    • solfato ferrico Fe2(SO4)3
    • solfato ferroso FeSO4
  • idrossido di calcio Ca(OH)2, detto “calce spenta”
  • ossido di calcio CaO, detto “calce viva”.

Tali sostanze dissociandosi liberano ioni Al3+, Fe3+, Ca2+ i quali combinandosi con le particelle colloidali le destabilizzano formando sostanze più voluminose che successivamente precipitano o potrebbero precipitare, insieme agli idrossidi di metalli (insolubili) che si formano durante la reazione.

L’idrossido di calcio viene utilizzato soprattutto per alzare il pH e rendere più basica l’acqua da trattare aumentando la concentrazione degli anioni idrossido OH presenti in soluzione. La reazione tra coagulante e l’acqua da trattare è influenzata dalla temperatura, ad esempio in acqua calda si verifica in pochi secondi ma per temperature minori di 4 °C la reazione è fortemente rallentata.

I diversi coagulanti inorganici presentano le seguenti caratteristiche:

  • Al2(SO4)3 è il reattivo più diffuso ed è efficace con un pH tra 6,5 e 7,5.
    La presenza di sodio o potassio nell’acqua influenza negativamente la coagulazione danneggiando il fiocco.
  • Il solfato ferrico Fe2(SO4)3 ha un comportamento simile a quello del cloruro ferrico FeCl3, presenta il vantaggio di essere meno corrosivo di FeCl3, ma ha lo svantaggio di disciogliersi lentamente ed essere molto costoso. È efficace con pH tra 4 e 6 e con pH tra 8,8 e 9,2 e con acque a bassa temperatura. Trova applicazioni anche nei trattamenti di decolorazione di acqua a basso pH, nella rimozione del manganese ad alto pH, riduzione della silice e nell’addolcimento alla calce.
  • Il cloruro ferrico FeCl3 ha lo svantaggio di essere corrosivo per i materiali ferrosi. È efficace con pH tra 4 e 11.
  • Il solfato ferroso FeSO4 è il più economico tra i coagulanti. È adatto per acque con pH elevato e con un sufficiente tenore di O2 necessario all’ossidazione dell’idrato ferroso in ferrico che risulta insolubile.
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