informe final_partei - Universidad Nacional del Callao.

UNIVERS IDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
INSTITUTO DE INVES TIGACION DE INGENIERIA
QUIMICA
(Informe final)
”TEXTO: OPERACIONES
Y PROCES OS DE
TRATAMIENTO DE AGUA CRUDA PARA LA OBTENCION
DE AGUA POTABLE”
AUTOR:
ING. ROBERTO LAZO CAMPOS ANO
Pe ríodo de e je c uc ió n:
(Inic io: 1-1-2009) (Final: 31-12-2010)
R. N° 006-2009-IIIQ-FIQ (08-01-09)
R. N° 005-2009-CFAIQ (08-01-09)
R.N° 090-09-R (23-01-09)
2010
1
INDICE
Pagina
I.
RESUMEN
3
INTRODUCCION
5
1.1 Planteamiento del problema a investigar
6
1.2 Enunciado del problema
8
1.3 Objetivos
8
1.4 Alcance de la investigación
9
1.5 Importancia y justificación de la investigación
10
1.6 Formulación de la hipótesis
12
II. PARTE TEORICA
12
III.MATERIALES Y METODOS
19
IV RESULTADOS
20
V DISCUSION
21
VI REFERENCIALES
23
VII APENDICE
25
VIII ANEXOS
32
2
RES UMEN
El objetivo del desarrollo del presente Texto Universitario titulado:
“OPERACIONES Y PROCES OS DE TRATAMIENTO DE AGUA CRUDA
PARA LA OBTENCION DE AGUA POTABLE”, es que tenga utilidad como
texto de consulta, dentro de la formación de los estudiantes de de la Carrera de
Ingeniería Química, así como también a los interesados en el tema,
constituyendo un complemento a las enseñanzas impartidas en el aula.
Para el desarrollo del presente texto se ha basado en a consulta de la
Bibliografía que se indica en los Referenciales que con ene el presente texto,
así como también en la experiencia profesional del autor obtenida en las
diferentes empresas del rubro durante las visitas técnicas hechas
con los
estudiantes, para que también el estudiante pueda aplicarlos conociendo la
teoría y la parte experimental..
El texto comprende los siguientes capítulos:
Capitulo I
: Ciclo Hidrológico del Agua .
Capitulo II
: Biología de las Aguas.
Capitulo III
: Calidad y Características del agua Potable.
Capitulo IV
: Tratamiento de Potabilización del Agua.
Capítulo V
: Coagulación Floculación
Capítulo VI
: Sedimentación
Capítulo VII
: Filtración
3
INTRODUCCION
El desarrollo del presente texto se adecúa a las características que se
necesita en el campo de la Ingeniería Química, donde su contenido en el cual
se establecen la base de conocimientos, aptitudes y habilidades que más
adelante los aplicarán en su quehacer diario de su vida profesional así como
durante su época estudiantil.
Basado en la experiencia profesional se definen los conceptos básicos en
forma metodológica y clara entendible por el estudiante. Tomando como criterio
principal las características de las aguas así como sus principales análisis
químicos necesarios para su respectivo tratamiento, tales como propiedades
físicas, dureza, alcalinidad, oxígeno disuelto, sólido
disueltos, cloruros,
demanda bioquímica de oxígeno, demanda bioquímica de nitrógeno y otros que
sean necesarios, de tal manera se determina el proceso a seguir durante el
tratamiento respectivo para la potabilización del agua.
Sabemos que el agua cruda, siempre llega a contaminarse por diferentes
medios, así como el aire, efluentes altamente contaminados, efluentes
domésticos, industriales, relaves mineros, que contiene cianuros,
ales
pesados, etc., razón por la cual se tiene que realizar siempre los análisis
respectivos. Se hace conocer los diferentes reactivos químicos que
ilizará
durante los análisis químicos para establecer las características del tipo de
agua a tratar, tanto como la dosificación de éstos.
4
Conociendo las características del agua, se determina
se diseña el proceso
para el tratamiento del agua, conociendo el flujo, y sus principales
características a fin de establecer el tamaño de Planta, considerando los
equipos, tanques, materiales y las respectivas operaci
es que se han de
desarrollar.
Finalmente, se establece el diagrama de flujo para todo el sistema de
potabilización del agua y que durante el desarrollo se hagan los controles
necesarios de calidad para todos los parámetros de pro esos y operaciones. El
estudiante estará familiarizado con las diferentes ecuaciones y leyes que
controlan la calidad del producto así como también la
ución de problemas.
1.1. Planteamiento del problema de inves tig ació n
a. Des cripción y anális is del te ma
El tema del presente Proyecto de Investigación, es la
elaboración de un texto Universitario, titulado: Operaciones y
Pro ces o s de Tratamiento de Agua Crud a para la Obtención de
Ag ua Potable. En la actualidad debido a los cambios climáticos a
nivel mundial se hace cada vez más difícil contar con a
disponibilidad del agua para todo uso especialmente para
consumo humano, por tal razón todas las empresas tiene
la
urgencia de contar con los diferentes métodos para recuperar sus
efluentes ó disponer de una mayor cantidad de agua tanto para
su consumo como para su uso en la industria.
5
El presente curso es una base de conocimientos que está
fundamentado en la experiencia para la formación profesional y al
mismo tiempo es una herramienta de trabajo en la especialidad de
la Ingeniería Química y carreras afines a la especialidad.
Se trata de exponer las metodologías adecuadas con el
objetivo de obtener una mejor calidad de agua que satisfaga al
consumidor, aplicando las principales operaciones y procesos de
potabilización del agua. Las técnicas y procesos que se aplican
nos implica los parámetros que deberán tener los equipos y
reactivos necesarios para llevar a cabo un buen tratamiento y
obtener una calidad del agua aceptable.
Por lo expuesto el desarrollo del presente Proyecto estará en
concordancia con las necesidades de los estudiantes de la
Facultad de Ingeniería Química, así como también de las
especialidades afines que dentro de la currícula de estudios
cursen
el tema en mención, cuyo desarrollo implica la
metodología y didáctica adecuada para que el estudiant tenga el
mejor entendimiento.
b . Anális is de la s ituación problemática
Dentro del contenido del currículo de estudios de la Facultad
de Ingeniería Química, para la formación profesional Universitaria
6
de Ingeniería Química o Ingenierías afines, se encuentra la
asignatura del curso Tratamiento de Aguas.
1.2 Enunciado de l problema
¿Cuál deberá ser
el contenido de un Texto Universitario:
“Operaciones y Procesos de Tratamiento de Agua Cruda para la
Obtención de Agua Potable, para los estudiantes de pre-grado de la
Facultad de Ingeniería Química o ingenierías afines, que debe
contener, ya que para su formación profesional se encuentra esta
asignatura?
1.3 Objetivo s y alcance de la inves tig ació n
§
Obje tivo General
Desarrollar un Texto Universitario de “Operaciones y Procesos de
Tratamiento de Agua Cruda para la Obtención de Agua Potable, para
que los estudiantes de pregrado puedan utilizarlo.
§
Obje tivo s Es pecífico s
Dar a conocer los diferentes análisis químicos previos a las
operaciones y procesos que se debe aplicar a un tratamiento de
aguas para obtener el agua potable a partir de aguas crudas.
7
a. Desarrollar las operaciones y procesos de tratamiento de aguas
en todas las etapas que sea necesario para la obtención del agua
potable de calidad.
b. Establecer las características y reacciones químicas de los
reactivos que se utilizarán en los análisis respectivos orientados a
la eliminación de contaminantes que deterioren la calidad del
agua.
c. Desarrollar los diferentes métodos de dosificación de os reactivos
químicos haciendo uso de la prueba Jar Test y equipos
adecuados.
d. Elaborar el diagrama de flujo del tratamiento de agua
da para
obtener agua potable.
1.4 Alcance de la inves tig ación
La metodología que se utilizará para el desarrollo del texto
universitario, será descriptiva, inductiva, deductiva y aplicativa que
es la adecuada para este tipo de temas.
El presente Texto elaborado será de beneficio para los
estudiantes universitarios de pré-grado de las Facultades de
Ingeniería Química, carreras afines y los profesionales que se
8
encuentren desarrollándose en la profesión de la Ingeniería Química,
que ciertamente tendrán la necesidad de adquirir el co ocimiento de
las principales reacciones químicas, operaciones y procesos de
tratamiento de agua cruda para obtener agua potable.
1.5 Impo rtancia y jus tificación de la inves tig ación
a. Aporte Científico y tecno lóg ico de la inves tig ación
Ø El objetivo el desarrollo del presente Texto Universitario es dar a
conocer los conocimientos orientados al tratamiento de agua así
como el desarrollo de actitudes y habilidades en el manejo de una
planta de tratamiento que al mismo tiempo influirá en la formación de
los estudiantes de Ingeniería Química en el aula. Es a emás un
complemento para otros cursos afines, que el egresado
rante el
desarrollo de su profesión podrá utilizarlo.
Ø Se establecerán los conceptos principales en forma clara
precisa
teniendo una presentación ordenada a fin de que el est diante pueda
entenderlo fácil y rápidamente, tanto los procesos com
las
operaciones tomando en cuenta las ecuaciones fundamentales y
elaborando diagramas de flujo para cada caso y así pue an resolver
problemas de operaciones y procesos de tratamiento de agua cruda
para obtener agua potable.
9
Ø Se desarrollarán algunos problemas relacionados a los
lisis
químicos para los cálculos adecuados.
b. Valo r de la Inves tig ac ión
• Al finalizar la elaboración del presente texto universitario será el
fruto de la experiencia acumulada que vengo desarrolla do
durante muchos años como docente del tema de Tratamiento de
Aguas en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad
Nacional del Callao.
• Se desarrolla el presente Texto en concordancia con el cronograma
de actividades presentado, así como también la exposición de los
temas de acuerdo a la actualidad en los procesos y operaciones.
El texto que se ha propuesto permitirá brindar a los e udiantes los
siguientes alcances :
• El conocimiento de las diferentes etapas de Tratamiento de agua
cruda sobre todo teniendo en cuenta las principales op raciones y
procesos necesarios aplicables en el momento adecuado.
• Conocer los diferentes reactivos químicos más importantes y al
mismo tiempo los equipos de dosificación de reactivos.
10
• Realizar los análisis químicos de las aguas antes de iniciar las
operaciones y procesos de tratamiento de las aguas.
1.6 Formulación de la hipótes is
“El Texto Universitario motivo del Proyecto : “ Ope raciones y
Pro ces o s d e Tratamiento de Agua Cruda para la Obtenció
de
Ag ua Potable”, que se ha desarrollado responderá a las
necesidades de conocimiento para la formación y preparación de los
estudiantes de pre-grado de la Facultad de Ingeniería Química é
Ingenierías afines, para hacer frente a los problemas ue se presente
durante el proceso.
II.
CAPITULO I:
PARTE TEORICA
CICLO HIDROLOGICO DEL AGUA
Se desarrolla el ciclo hidrológico del agua, su procedencia, los
contaminantes en relación a sus contenidos metálicos,
ue se produce
durante la escorrentía . Clases de aguas y su procede
ales como agua
de lluvia, de ríos, de lagos, aguas manantiales, aguas subterráneas, etc.
En relación a la dureza de las aguas, las implicancias de la formación
de caliches tanto en la conducción como en los diferentes equipos como
calderos que se utilizan en los procesos industriales, así como también
11
para uso doméstico. Sus constituyentes químicos y las consecuencias que
producen durante su uso generándose reacciones químicas principales con
los contaminantes ya sea de corrosión o de disminución de la dureza por el
contenido de algunas sales
CAPITULO II:
BIOLOGIA DE LAS AGUAS
Toda agua para ser tratada tiene que ser analizada en
dos sus
parámetros de control de calidad , siendo uno de ellos el tratamiento
microbiológico, sobre todo los elementos patógenos al
bre, como los
coliformes fecales , que son contaminados por diferentes formas, por ello es
necesario ser eliminado, que hasta la actualidad se ut iza para ello el cloro,
pero sin embargo existen otros métodos, como la ozonificación,
el
tratamiento con rayos ultravioleta etc. Estudio de las bacterias inferiores y
bacterias superiores, de las algas que se generan, la eliminación respectiva.
La toma de muestra de aguas para sus respectivos análi is químicos,
para determinar el proceso a seguir. Análisis del méto o presuntivo para
determinar el número más probable (NMP) de coliformes (colimetría)
existentes en el agua. Procedimiento para la toma de m
tra, de diferentes
clases de aguas. Consumo de agua potable, que tiene que cumplir con las
normas de la OMS. Dureza del agua, reducción de la dureza del agua,
aplicación, principales reacciones químicas que se gen ran durante el
tratamiento del agua. Sustancias interferentes durante el análisis químicos
12
CAPITULO III: CALIDAD Y CARACTERIS TICAS DEL AGUA POTABLE
Está relacionado con la calidad y características físicas y químicas
dentro de las normas de la OMS. Dentro de las caracter sticas físicas se
toma en cuenta : el olor, color, sabor, turbidez, temperatura.
Dentro de las características químicas :
La alcalinidad a la fenolftaleína y al CO3 Ca + 0.4 veces la alcalinidad
total, esta condición limita al pH a 10.6 a 25 °C.
La alcalinidad en carbonato normal expresados en partes por millón (ppm),
la alcalinidad de CO3Ca es función de las concentraciones de ion es [H]+ y
de la alcalinidad total y para que no exceda el valor de 120 ppm debe
mantenerse la alcalinidad total dentro de los límites parametrados durante
el análisis químico
Se toma en cuenta los diferentes análisis que debe realizarse para el
tratamiento de aguas, tales como: Pruebas físicas, dureza al jabón,
determinación de la dureza por el método del EDTA (etilen diamino
tetracético), determinación del oxígeno disuelto, dosificación de los
reactivos para la coagulación y floculación, sedimentación, alcalinidad,
cloruros y otros que sea necesario para obtener un proceso de tratamiento
del agua.
13
CAPITULO IV:
TRATAMIENTO DE POTABILIZACION DEL AGUA CRUDA
Es la parte de procesos y operaciones para el tratamiento de aguas crudas,
sobre todo para consumo humano, debiendo tomar en cuenta los siguientes
parámetros:
Captación
(Bocatoma),
estanques
de
regulación,
desarenadores,
preclorado, sedimentación, coagulación floculación, decantación, filtración,
desinfección, almacenamiento y distribución.
La turbidez del agua está en función de la dosis de coagulante lo que
determina que para esta operación tiene que realizarse la prueba de Jarras
(Jar Test), para obtener una dosificación precisa durante el tratamiento de
aguas. Esta operación y proceso es de suma importancia
que de ello va
depender la eliminación de los contaminantes orgánicos é
rgánicos como
es el caso de algunos metales que se encuentran diluidos en el agua. Esta
prueba difiere de las condiciones reales de operación n la planta tanto por
las diferencias de volumen, el flujo continuo en los floculadores, el tipo bach
de ensayo, por la escala de formación del flóculo en la planta y la formación
del floc en un vaso, que lógicamente está en diferente
condiciones
operativas. Pero, actualmente esta operación de prueba de Jarras sigue
siendo de utilidad para los ajustes de planta. El uso
los reactivos
químicos debe ser seleccionados y muy bien dosificados para alcanzar el
óptimo rendimiento.
Finalmente hacia la sección de la filtración llegan los microflocs, que no han
sido decantados anteriormente, ensuciando la parte superior del tanque de
14
filtración debiendo en su momento oportuno hacer le lavado para eliminar
todas las partículas retenidas durante la filtración.
desinfección final es
de importancia ya que va asegurar la calidad del agua para el consumidor
desde el almacenamiento hasta el usuario, entregando un agua potable de
calidad brindando así una calidad de vida al ser humano.
CAPITULO V: COAGULACION FLOCULACION
5.1
COAGULACIÓN:
El objeto es facilitar la sedimentación de partículas finamente
divididos al estilo o al estado coloidal mediante el a regado de
sustancias químicas.
5.2
ETAPAS DE LA COAGULACIÓN:
a. Agregados de sustancias químicas.
b. Mezcla o difusión.
c. Floculación.
Cuando se agrega un coagulante al agua para precipitar ó
remover la turbiedad y el color, se producen dos fases antes que
el floculo esté en condiciones de sedimentar.
15
5.3
PRIMERA FAS E:
El coagulante al disolverlo se disocia en iones, si se usa
AI2 (S 04 )3 , se degrada en iones positivos trivalentes Al+3 , los
cuales reducen las cargas negativas del color o turbiedad, por otro
lado los iones reaccionan con la alcalinidad del agua
ndo
óxidos hidratados de aluminio con carga positiva que neutralizan
las cargas negativas del color o turbiedad; concluyéndose que en
ésta primera etapa se requiere una mezcla activa y turbulenta.
Cuando se ha producido la neutralización de la mayor parte de los
coloides Al+3 ó (OH)- se forma un microflóculo que no sedimenta.
5.4
S EGUNDA FAS E:
Mediante la agitación leve se incrementa el tamaño del floculo por
absorción por cuanto se ha generado una superficie act
micro flóculos se transforman lentamente en flóculos s
, los
ceptibles
de sedimentar.
5.5
AGENTES COAGULANTES:
Los principales co agulantes s o n:
a.-
ALUMBRES :
1. Sulfato de aluminio cristalizado AI2(S04)3 (es tal vez el
más utilizado).
2. Alumbre potásico ó sulfato de aluminio y potasio :
AI2 (S 0 4 )3 K2 S O4 .24H2 0.
16
3. Alumbre amónico o sulfato de aluminio y amonio:
AI2 (S 04 )3 . (NH3 )2 S O4 .24H2 0.
4. El aluminato de sodio:
b.-
Na2 AI204 .
S ALES DE HIERRO:
1. Sulfato ferroso : S04 Fe.7H20.
2. Cloruro férrico: CI3Fe ( se puede obtener como líquido
con 42 % de H2 0 y 14 % de Fe, sal cristalizado ; CI3 Fe.6
H2 0 con 20 % de Fe ; sal anhidra CI3Fe con 39 % de Fe
); es una sustancia química muy corrosiva.
3. Sulfato férrico Fe2(S04)3 varía desde 62 % de Fe2(S04 )3
a sal anhidra con un promedio de de 25 % de Fe, es
una sustancia corrosiva.
4. Sulfato y cloruro férrico: Fe2(S04)3 CI3Fe.7 H2 0 ( ésta se
obtiene por oxidación del sulfato ferroso con cloro ).
6
CAPITULO VI: S EDIMENTACION
El objeto de la sedimentación es eliminar las partículas suspendidas
en el agua y se basa en la atracción gravitacional don e las partículas
más pesadas tienden a sedimentar. Antes del inicio de la operación de
sedimentación es necesario realizar un análisis del tamaño de las
partículas que contenga el agua, incluso los sólidos disueltos., que
mediante la coagulación floculación se va ha separar el líquido
sólido.
17
del
7 CAPITULO VIII:
FILTRACION
Se define, como el proceso por el cual se separa la materia
suspendida mediante el paso del agua a través de una capa porosa , las
agitaciones pueden ser natural y artificial; la infilt ción de agua fluvial en
el terreno y descorrimientos de aguas subterráneas son procesos
naturales de filtración.
La filtración artificial se realizan por filtros de ar na y estas pueden
ser filtros lentos, rápidos y a presión, además es bue o señalar que
existen filtros de membrana fabricados con resinas orgánicas como las
melaminas que tiene diferentes porosidades, encontrándose en el
mercado filtros de 20, 10, 5 y hasta de 0.25 mieras de porosidad,
existiendo aun membranas de acuerdo a la calidad de ag
que se
desea producir mediante el proceso de osmosis inversa.
III. MATERIALES Y METODOS
Primeramente se ha tenido que recopilar muchos datos y luego tener
que ordenar toda la información obtenida, sobre todo tomar como base la
experiencia en planta así como también mi experiencia
docente del
curso Tratamiento de aguas.
Dentro de la currícula de la Escuela Profesional de Ingeniería Química,
de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao,
está contenido el presente curso.
18
Para el desarrollo del curso se ha utilizado la metodo ogía de la
deducción inducción, experimentación de tal forma que
a entendible por
parte de los alumnos para obtener los abjetivos propuestos.
El procedimiento que se ha tomado en cuenta para el desarrollo del
presente texto ha sido de interacción con los estudiantes El método que se
aplicara en el desarrollo del texto es integrador en l
conocimientos.
El contenido que se va a elaborar en los diferentes ca
ulos planteados
involucran los siguientes aspectos:
Ø Determinar los objetivos que que se propone alcanzar.
Ø Definir los conceptos y fundamentos teóricos relacionados al
tratamiento adecuado de las aguas crudas, formulando
principios de fácil aplicación comprensión .
Ø Desarrollar casos ilustrativos, con aplicación de diferentes
reactivos químicos de tal forma que se pueda aplicar en los
diferentes procesos de tratamiento.
Ø Generar soluciones a problemas de tratamiento de aguas para
observar el grado de captación de los, participantes.
Ø Desarrollar diferentes diagramas de procesos y operaciones
para el tratamiento de aguas.
IV RES ULTADOS
El principal resultado del trabajo desarrollado es el Texto Universitario
Titulado “ Operacion es y Pro c es o s de Tratamiento de Agua Cruda para
19
la Ob tención de Agua Po table”, cuyo contenido ha sido desarrollado en
cuatro capítulos en forma clara y precisa que es de fácil entendimiento y
asimilación por parte del estudiante universitario de Ingeniería Química., .
El presente texto, contiene aspectos teóricos que conlleva al
entendimiento de las principales operaciones y procesos de tratamiento de
aguas crudas , que se pueden aplicar en las diferentes etapas, desde el
inicio de la captación, desarenado, pre-cloración, así como también el
agregado de los reactivos químicos como son los coagul
y
conocer
las principales
es y floculantes,
variables de separación de sólidos y
contaminantes que contiene el agua durante su recorrido.
También se precisa el tratamiento microbiológico, a fin de eliminar todos los
elementos patógenos al hombre.
Finalmente, el producto que es el agua debe ser de alta calidad para el
consumo humano que se encuentre dentro de o parámetros de control de
calidad que se encuentra en las normas de calidad del agua.
V DIS CUS ION
El texto universitario: “Operaciones y Pro ces o s de Tratamiento de
Ag ua Cruda para la Obtención de Agua Po table”, que es el resultado de
la investigación realizada tiene una presentación de fácil entendimiento
clara y ordenada teniendo en cuenta que el estudiante ueda aplicarlas en
el futuro así como en las diferentes industrias dado que hoy en día es
20
necesario inclusive recuperar los efluentes de los diferentes procesos
industriales.
§
Actualmente no existen mucha bibliografía disponible para los
estudiantes debido básicamente al factor económico, razón por la
cual se les hace difícil adquirir textos importados.
§
Conforme avanza la tecnología moderna, también las ope aciones y
procesos de tratamiento de aguas va cambiando, en algu
textos
se aplican ciertas metodologías que en nuestro medio no se
dispone, haciendo por lo tanto difícil el entendimiento de ciertos
conceptos.
El objetivo del presente Texto por los temas tratados
que se aplican en
las operaciones y procesos de tratamiento de aguas, es brindar una obra de
consulta para los estudiantes universitarios, donde encontrarán conceptos
claros y sencillos de entender, los que están considerados en el Sílabo del
curso y que está contenido en la actual currícula de I geniería Química.
21
REFERENCIALES :
1.-
BILLINGS BRUCE - VAUGHAN JONES - Forecasting Urban
Water Demand - 1996 - American Water Works Association 6666 W. Quincy Ave. Denver Colorado CO 80235
2.-
CRITES
TCHOBANOGLOUS
RON.-Tratamiento de
Aguas
Residuales - - Mc Graw Hill – 2001.
3.-
UNDA FRANCIS CO O.-
Teoría y Diseño de Plantas de
Tratamiento de Agua Potable. Departamento de Publicaciones de
la Universidad Católica de Chile- 1963.
4.-
LETTERMAN RAYMOND Calidad y Tratamiento del Agua Manual de Suministros de Agua Comunitaria -American Water
Works Association - - Mc Graw Hill Profesional 2002.
5.-
ROMERO ROJAS JAIRO ALBERTO Potabilización del Agua /
3ra. Edición / / Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería _ Alfa
Omega Grupo Editor S.A> de C.U. _ 1999
6.-
S PIELMAN, L.A. & QUIGLEY, J.E. A motion picture study of floc
breakup. American Chemical Society National Meeting /
Louisiana, Mar. 20-27, 1997.
7.-
ANDREU-VILLEGAS , R. & LETTERMAN, R.D.. Optimizing
flocculator power input. Journal of the environmental ngineering
Division, 102 (EE2): 251-262, Apr. 1976.
22
8.-
AMES , R. Optimizing the slow mix velocity gradient at the south
water filtration plant. Chicago, Bureau of water, s.d. Report N 6
9.-
LIMA. ES AL & OPS CEPIS . Ampliación de la planta de
tratamiento La Atarjea; estudio preliminar. Lima, Empresa de
Saneamiento de lima, 1978 .
10.-
LABORATORIOS A y A. Análisis de laboratorio proporcionados
personalmente por la doctora victoria Pacheco. San Jos
1980
Asesor de Tratamiento del Agua, CEPIS, OPS/OMS) .
11.-
MAIS CH GUEVARA, ERNESTO.- Problemas de hidráulica en
plantas de tratamiento de agua potable y desague.- Lima; JICA;
1990. 3v.[817] p. Ilus., planos. El CIE tiene los tomo
2 y 3.
Estudio realizado para SEDAPAL.
12.-
ES COBAR, ALFONS O; S ILVA, IS MAEL; KAWAS O, JORGE;
ZACARÍAS , AUGUS TO; PALACIOS , HERNÁN.- Informe Misión
de Funcionarios de Sedapal a USA.- Lima; SEDAPAL; 1987.
207,86 p. Ilus. S EDAPAL-CDIE
13.-
DEGRÉMONT..- Manual técnico del agua.- Seine; Degrémont;
1959. 546 p. Ilus.- S EDAPAL-CDIE.
14.-
ARRIS UEÑO ARIS PE, JOS É.- Conducción Huampani Atarjea:
análisis de la situación actual y ventajas del proyecto..- 1983.S EDAPAL-CDIE.
INTERNET
1). www.inter agua .com.ec/extranet/modules.php?name=News&file=article&sid=
97 - 32k 2) www.aquapurificacion.com/agu a-municipal.htm - 48k 3) www.miliarium.com/Monografias/PHN/Ciclo _hidro log ico .asp
23
VII APENDICE
24
7.1
SILABO DEL CURSO:
TTRATAMIENTO DE AGUAS
25
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
SILABO
1.
DATOS GENERALES:
ASIGNATURA
CODIGO
SEMESTRE ACADEMICO
CICLO ACADEMICO
CREDITOS
HORAS TEORICAS
HORAS PRACTICAS
1.8 DURACION
1.9 PRE-REQUISITO
1.10 PROFESOR
1.11 HORARIO
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
2.
: TRATAMIENTO DE AGUA S
: IG 309
: 2010-B
: SEXTO
: 03
: 02
: 03
: 17 SEMANAS
: ANALISIS QUIMICO CUANTITATIVO
: ING. ROBERTO LAZO CAMPOSANO.
: MARTES: 11,12.
LABORATORIO :
MIERCOLES GH.90G : 11,12,13
JUEVES
GH: 91G : 11,12,13 .
SUMILLA:
Procedencia del agua natural. Principales impurezas del agua. Proceso
cal-sosa. Tratamiento general del agua. Normas de aceptaci n según su uso.
Pasos del tratamiento en general. Corrección de dureza. Desmineralización.
Desaireación por métodos químicos y físicos. Necesidad del tratamiento del
agua. Peligros del agua blanda.
3.
OBJETIVOS:
3.1 OBJETIVO GENERAL:
Dotar al estudiante de las herramientas necesarias par que pueda realizar
operaciones y diseñar equipos adecuados para el tratamiento de aguas , de tal
manera que al final del curso haya adquirido una capac tación en el diseño
aplicando los criterios y características del equipo.
3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
3.2.1 Identificar los diferentes métodos que puedan realizarse en el
tratamiento de aguas, así como en la sedimentación, floculación,
filtración y otras operaciones.
3.2.2 Determinar las variables de operación y el conocimient de los
equipos que se utilizan en las diferentes operaciones tratamiento.
26
3.2.3 Determinar los diferentes reactivos de purificación de las aguas y usos
en la industria.
4.
CRONOGRAMA ANALITICO:
PRIMERA SEMANA:
4.1. Ciclo Hidrológico: Fuentes de agua disponible.
4.2. Constituyentes Químicos del agua.
4.3. Biología del agua.
SEGUNDA SEMANA
4.4. Colimetría
4.5. Demanda Bioquímica de Oxígeno
4.6. Problemas
TERCERA SEMANA
4.7. Características físicas, químicas y bacteriológicas del agua potable.
4.8. Plantas de Tratamiento de Agua.
4.9. Fuentes de Abastecimiento.
4.10. Medida de Gasto.
CUARTA SEMANA - QUINTA SEMANA
4.11. Desarenado - Predecantadores.
4.12. Aereación.
4.13. Coagulación.
4.14. Filtración.
SEXTA SEMANA.
4.16. Desinfección del agua.
4.17. Cloro - Cloraminas.
4.18. Soluciones de iodo.
4.19. Control de olor y sabor.
SEPTIMA SEMANA: Primer Examen Parcial.
OCTAVA SEMANA - DOCEAVA SEMANA.
4.20. Fluoración.
4.21. Remoción de hierro y manganeso.
4.22. Significado del pH en el agua.
4.23. Proceso cal-sosa en frío.
4.24. Ablandamiento del agua : cal-sosa en caliente.
TRECEAVA SEMANA - QUINCEAVA SEMANA.
4.26. Ablandamiento cal-bario.
4.27. Tratamiento de aluminato sódico con cal- sosa.
27
4.28. Ablandador de agua con intercambio de iones.
4.29. Análisis de agua. Interpretación y cálculo.
4.30. Agua pura - Desmineralizadores de una y dos camas.
4.31. Tratamiento de agua para la alimentación de calderas.
4.32. Tratamiento de Aguas Industriales
DIECISEISAVA SEMANA: Segundo Examen Parcial.
DIECISIETEAVA SEMANA: Examen Sustitutorio.
5.
PROCEDIMIENTOS DIDACTICOS
El desarrollo del curso se llevará con exposiciones ma
ales y grupales, para
el tratamiento de
temas específicos. Debiendo hacer las respectivas
exposiciones cada uno de los integrantes del grupo de trabajo. Se hará
intervenciones orales como escritas con la participación de los Alumnos en la
pizarra, para que tengan una evaluación por su participación activa y dinámica
en clases.
6.
EQUIPOS Y MATERIALES:
En el presente ciclo se utilizará equipo multimedia que ya se disponen instalados
en todas las aulas :
Se utilizará el Power Point, también se utilizará tizas, separatas, videos,
presentación de casos particulares de operaciones, tanto para las clases
magistrales como para las exposiciones de los trabajos grupales.
7.
EVALUACION.
6.1 PROCEDIMIENTO DE EVALUACION:
6.1.1. Prácticas de pizarra y visitas a empresas industriales. En el presente
ciclo se ha programado hacer la visita en el mes de Setiembre a la
empresa SEDAPAL , siendo de carácter obligatorio para todos los
estudiantes que están matriculados en el curso. Se evaluará el informe
presentado por prácticas y la exposición tanto grupal como
individual, obteniendo un promedio general.
6.1.2 Se tomarán dos exámenes parciales y un sustitutorio (E1, E2, Es), que
puede ser reemplazada por cualquiera de los dos parciales de más bajo
puntaje.
6.1.3 Promedio Final:
E1 +
E2(Es) +
Pm =
6.2
PL V
=
10.5
3
REQUISITOS PARA LA APROBACION DEL CURSO:
Para la aprobación del curso, el alumno tendrá que haber cumplido con
el 100 % de prácticas de pizarra, la visita a la empresa prog amada y con
28
todas las evaluaciones correspondientes, tales como la presentación de la
visita y rendir los exámenes, obteniendo un promedio final de Pm = 10.5
7.
FUENTES DE INFORMACION :
7.1
Manual del Agua para uso Industrial. - México.
7.2
Tratamiento de Aguas Industriales. - Vergara Yayón Francisco.
7.3
Manual de Aguas.- NALCO.
7.4
Tratamiento de Agua Industrial. - A.S.T.M.
7.5
Tratamiento y Depuración de Aguas Residuales.- Melca.
7.6
Química del Agua. JENKINS.
6.7
Teoría y Diseño de Plantas de Tratamiento de Agua Pota
Francisco
Unda O. Departamento de Publicaciones de la Universidad Catól
de
Chile - 1963.
7.8
Acondicionamiento de Aguas para la Industria. Sheppard T. Powell Centro Regional de Ayuda Técnica . Agencia para el Des rrollo
Internacional (AID) México . 1966
7.9
Forecasting Urban Water Demand - Bruce Billings - Vaughan Jones 1996 - American Water Works Association - 6666 W. Quincy Ave.
Denver Colorado CO 80235.
7.10
Programa de Medio Ambiente Costero Antártico - Dirección de
Hidrografía y Navegación de la Marina de Guerra del Perú: G. Pinto
Alcarraz, A. Aguirre Pillaca,R. Calixto Aburto.- 1999.
7 .11
Tratamiento de Aguas Residuales - Ron Crites Tchobanoglous - Mc
Graw Hill - 2001
7 .12
Calidad y Tratamiento del Agua - Manual de
Suministros de Agua
Comunitaria -American Water Works Association - Raymond Letterman
- Mc Graw Hill Profesional 2002.
7 .13
Potabilización del Agua / 3ra. Edición / Jairo Alberto Romero Rojas /
Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería _ Alfaomega Grupo Editor
S.A> de C.U. _ 1999.
29
INTERNET:
1.- Copyright 1998-2005 Lenntech Agua residual & purificación del aire
Holding
B.V.Rotterdamseweg
402
M
2629
HH
Delft,
Holanda
España México Estados Unidos Chile Perú Argentina.
Ing. ROBERTO LAZO CAMPOSANO
CIP 8850
30
VIII.- ANEXOS .
31
8.1
LABORATORIO DE ANALIS IS FIS ICO
LABORATORIO DE ANALIS IS FIS ICO - QUIMICOS DE
AGUAS
Es te lab oratorio utiliz a técnicas convenc ionales p ara ealiz ar
s us d eterminaciones fís ico - q uímicas en mues tras
amb ientales o d e la ind us tria en g eneral.
Los anális is p ued en realiz ars e en las s iguie ntes matri es :
EFLUENTES (2 gal)
AGUAS LIMPIAS (1 gal)
AGUAS INDUSTRIALES (2 gal)
AGUAS MARINAS (2 gal)
Paráme tros Det erm inable s :
Fosfatos
Sulfatos
Nitritos
Sólidos susp. Fijos
Nitratos
Sólidos susp. Volátiles
N-amoniacal
Sólidos sedimentables
Sulfitos
DQO
Hierro-soluble
(DB0)5
Coliformes totales
CO2
OD
Fenoles
Sulfuros
Aceites y grasas
Clorofila
Detergentes
PH
Cloro activo
Temperatura
Cianuros
Color
H2S
Turbidez
Conductividad
Sólidos total
Sólidos disp. total
Alcalinidad total
Sólidos disp. Fijos
Alcalinidad Carbonatos Sólidos disp. Volátiles
Alcalinidad
bicarbonatos
Sólidos susp. Totales
Dureza total
Dureza cálcica
Caudal
Granulometría
Dureza magnésica
Cloruros
Densidad
Humedad
Cloro Residual
Muestreo Simple
Muestreo Compuesto
32
8.2
Mue s tras :
La cantidad de mues tras que hay que tomars e , e l tipo de e nv as e para
tomar la m ues tra, as í como la pre s e rvac ión de la m is ma, de pe nde del
parám e tro a analizars e :
AGUAS RES IDUALES (e flue nte s , aguas ne gras , ag uas gris e )
FRASCOS
PARAMETROS
AMBIENTE DE
PRESERVACION
TIEMPO
MÁXIMO ANTES
ANALISIS
Ti po
C apac i da d (L)
Vid. ó Poli
1
Refr. y Prot.Luz
18 h
Wincker
Vid.
1
Refr. y Prot.Luz
24 h
DQO
Vid. ó Poli
0.1
Refr., Prot.Luz y
Pre
24 h +
Cloro Residual
Polietileno
0.5
Refr. y Prot.Luz
inmediato
Aceites y Grasas
Vid. y Al.
1
Refr. y
Preservante
72 h
Fenoles
Vid. y Al.
0.5
Refr. y
Preservante
inmediato
Sólidos
Plast. ó
Vida
1
Refrigeración
7d
Sulfuros
Plast. ó
Vida
0.5
Refr. y
Preservante
7d
pH
Plast. ó
Vida
0.05
Refrigeración
in situ
Temperatura
Plast. ó
Vida
........ *
.....................
in situ 15 min
Detergentes
Plast. ó
Vida
0.5
Refrigeración
3d
Nitritos
Plast. ó
Vida
0.2
Refrigeración
lo más pronto
Nitratos
Plast. ó
Vida
0.2
Refrigeración
lo más pronto
Coliformes Fecales
Plast. ó
Vida
0.2
Refrigeración
3h
Namoniacal
Plast. ó
Vida
0.2
Refr. y
Preservante
7d
DBO
OD
d = días
Poli = Polietileno
Vid. = Vidrio
h = horas
Pres. = Ptreserverante
min.= minutos
Prot. Luz = Protegido de la * = Lavado con KH2PO4
Luz
0.03N
Plast. = Plástico
Refr. = Refrigeración
33
Al.= Tapa con papel
aluminio
AGUAS CLARAS
FRASCOS
PARAMETROS
AMBIENTE DE
TIPO CAPACIDAD
PRESERVACION
(L)
pH
Plast. ó Vida
0.05
Temperatura
TIEMPO MAXIMO
ANTES DEL
ANALISIS
Refrigeración
in situ
Ref. y Prot. Luz
in situ 15 min.
Turbiedad
Plast. ó Vida
0.05
Ref. y Prot. Luz
24 h
Cloro Residual
Plast. ó Vida
0.5
Ref. y Prot. Luz
inmediato
Alcalinidad: T, Car.
Bi.
Plast. ó Vida
0.2
Ref. y Prot. Luz
lo más pronto
Cloruros
Plast. ó Vida
0.1
Refrigeración
.........................
Clorofila
Plast. ó Vida
1
Ref. y Prot. Luz
48 h
Color
Plast. ó Vida
0.05
Ref. y Prot. Luz
48 h
Dureza
Plast. ó Vida
0.1
Ref. y Prot. Luz
48 h
Sulfatos
Plast. ó Vida
0.2
Refrigeración
28 d
Sólidos
Plast. ó Vida
1
Refrigeración
7d
NOTA: No s e nec es ita pre s e rvante , s i las mue s tras lle gan al
laboratorio e n 6 horas ó ante s . Para los anális is arriba indicados se
ne ce s ita como m ínim o 1 galón de agua. El galón que s e
ice para
te ne r la mue s tra de be s e r nuevo, o lavado con ácido y ue go con agua
de s tilada.
d = días
Prot. Luz = Protegido de la
Car. = Carbonatos
Luz
h = horas
Refr. = Refrigeración
min.= minutos
Vid. = Vidrio
Plast. = Plástico
T. = Total
Bi. = Bicarbonatos
Mue s tre o
Es im portante te ne r e n cue nta que s e e l re s ultado de u anális is
de pe nde de la form a y e l lugar e n donde s e tom a la mue s tra, por lo
que para garantizar la imparc ialidad de los m ism os , e s pre fe rible que e l
pe rs onal de laboratorio s e a quie n toma la m ue s tra, la
rve y
trans porte al laboratorio. La ide ntificación de la mue s tra s e hace de
com ún acue rdo con e l clie nte . S i e l c liente es e l que re aliza el
m ues tre o, la Ins titución s e re s pons abiliza únicam e nte
los anális is y
re chaz ará aque llas m ues tras que lle gue n e n m alas condi ione s de
pre s e rvac ión.
34
UNIVERS IDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
INSTITUTO DE INVES TIGACION DE INGENIERIA
QUIMICA
(Informe final)
”TEXTO: OPERACIONES
Y PROCES OS DE
TRATAMIENTO DE AGUA CRUDA PARA LA OBTENCION
DE AGUA POTABLE”
AUTOR:
ING. ROBERTO LAZO CAMPOS ANO
Pe ríodo de e je c uc ió n:
(Inic io: 1-1-2009) (Final: 31-12-2010)
R. N° 006-2009-IIIQ-FIQ (08-01-09)
R. N° 005-2009-CFAIQ (08-01-09)
R.N° 090-09-R (23-01-09)
2010
35