informe final_texto - Universidad Nacional del Callao.

II).-
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 formació
de los
estudiantes de de la Carrera de Ingeniería Química, así como
bién 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 la consulta de la Bibliografía que se indica en los
Referenciales que contiene 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 est diantes, 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
:
1
III).-
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 conocimi ntos, aptitudes y
habilidades que más adelante los aplicarán en su queha
iario de su
vida profesional así como durante su época estudiantil.
Basado en la experiencia profesional se definen los co ceptos
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, sólidos disueltos, cloruros, demanda bioquím
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, metales pesados, etc., razón por la cual se
ne que realizar
siempre los análisis respectivos. Se hace conocer los
ntes
reactivos químicos que se utilizará durante los análisis químicos para
2
establecer las características del tipo de agua a tratar, tanto como la
dosificación de éstos.
Conociendo las características del agua, se determina y 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 re pectivas
operaciones 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 parámet os de procesos y
operaciones. El estudiante estará familiarizado con la
diferentes
ecuaciones y leyes que controlan la calidad del producto así como
también la solución de problemas.
3
IV).-
MARCO TEORICO
CAPITULO I
1. CICLO HIDROLOGICO DEL AGUA .
OBJETIVOS :
Ø Tener conocimiento de las diferentes calidades de agua cruda,
teniendo en cuenta sus orígenes.
Ø Diferenciar por su contenido de cada una de las aguas existentes
para su tratamiento respectivo.
Ø Conocer que tipo de tratamiento debe darse para su res
ctiva
potabilización.
1.1
CICLO DEL AGUA
Desde sus inicios de ta existencia de la Tierra, uno de los
elementos que es importante para la vida humana y todos los seres
vivientes, se han mantenido sin variación y constante desde la
aparición de la humanidad, ha sido el agua bajo sus tres estados:
sólido, líquido y gaseoso. El agua de la Tierra - que constituye la
hid ros fera - se distribuye en tres reservorios principales: los océanos,
los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una circulación
continua - el ciclo del ag ua o c iclo hidro ló g ico .
El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por
la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad. El ciclo
4
hidrológico se define como la secuencia de fenómenos por medio de
los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor,
a la atmósfera y regresa en sus fases liquida y sólida. La transferencia
de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma
de vapor de agua, se debe a la evap oración directa, a la
trans p iración por las plantas y animales y por s ub limación (paso
directo del agua sólida a vapor de agua).
La cantidad de agua movida, dentro del ciclo hidrológi o, por el
fenómeno de sublimación es insignificante en relación a las cantidades
movidas por evaporación y por transpiración, cuyo proceso conjunto se
denomina ev apotrans piración
EL CICLO HIDROLÓGICO DEL AGUA
Fig. ? 1.1
5
El vapor de agua es transportado por la circulación
atmosférica y se condensa luego de haber recorrido dis ancias que
pueden sobrepasar los 1,000 km. El agua condensada da ugar a la
formación de nieblas y nubes y, posteriormente, a la precipitación. En
nuestro medio la corriente peruana de Humboldt transpo
vapores
producidos por los rayos solares sobre las aguas del m , hacia las
cordilleras, donde se condensan y precipitan en forma
lluvias o en
forma sólida que son las nieves (estructura cristalina) o granizos
(estructura granular), y estos a su vez forman los ríos, lagos y durante la
escorrentía el agua se va contaminando con diferentes lementos.
El agua que precipita en tierra puede tener varios destinos. Una
parte es devuelta directamente a la atmósfera por evaporación; otra
parte escurre por la superficie del terreno, escorrent
superficial, que se
concentra en surcos y va a originar las líneas de agua El agua restante
se infiltra, esto penetra en el interior del suelo; esta agua infiltra
puede
volver a la atmósfera por evapotranspiración o profundizarse hasta
alcanzar las capas freáticas.
Tanto el escurrimiento superficial como el subterráneo van a
alimentar los cursos de agua que desaguan en lagos y en océanos. La
escorrentía superficial se presenta siempre que hay precipitación y
termina poco después de haber terminado la precipitaci
.
Por otro lado, el escurrimiento subterráneo, especialm
e
cuando se da a través de medios porosos, ocurre con gran lentitud y
sigue alimentando los cursos de agua. Así, los cursos
6
agua
alimentados por capas freáticas presentan unos caudale más regulares.
Los procesos del ciclo hidrológico discurren en la atmósfera y en la
superficie terrestre por lo que se puede admitir dividir el ciclo del agua en
dos ramas: aérea y terrestre.
El agua que precipita sobre (os suelos va a repartirse, a su vez,
en
tres
grupos:
una
que
es
devuelta
a
la
atmósfera
por
evapo trans pirac ió n y dos que producen escurrimiento s uperficial y
s ubterráneo .
Esta división está condicionada por varios factores, u
de orden
climático y otros dependientes de las características ísicas del lugar
donde ocurre la precipitación.
1.2
CLASES DE AGUA:
En referencia a las clases de agua que existen en la
naturaleza se consideran los siguientes:
1.-
Agua de lluvia
2.-
Agua de río
3.-
Agua de manantial
4.-
Agua subterránea
5.-
Agua de laguna
6.-
Agua termal
7
7.-
Agua potable
8.-
Agua desionizada
9.-
Agua destilada
10-
Agua Residual
11.-
Agua doméstica
12.-
Agua blanda
13.-
Agua industrial
14.-
Agua destilada, bidestilada, tridestilada.
15.-
Agua Osmótica
1.2.1 AGUA DE LLUVIA:
El agua de lluvia a través por su paso por la
atmósfera disuelve el CO2 (corrosivo); el O2 (corrosivo),
polvos (sulfuro de Fe) y algunos microorganismos.
1.2.2 AGUA DE RIO:
Recibe el agua previamente de las minas que votan
en el relave, ácidos inorgánicos. También metales pesa
s,
Cd, Cr. También sólidos en suspensión, aguas servidas,
acidas. Contaminantes de efluentes electrolíticas, efluentes
8
de curtiembres conteniendo Cromo, compuestos orgánicos,
componentes nitrogenados, etc.
1.2.3
AGUA DE POZO:
Agua que no tiene sólidos en suspensión, totalmente
clara cristalina, no tiene CO2 raras veces en bajo contenido.
1.2.4 AGUA DE MANANTIAL:
Posiblemente sea blanda, porque probablemente en
su camino se ha encontrado con aluminatos.
1.3
TURBIDEZ:
Sólidos en suspensión que llegan al agua tanto finos como
gruesos. Se miden en ppm en un rango de 0 -60000 ppm. Ejm: El
agua de pozo tiene 0 ppm de turbidez. El agua de rio turbulento
tiene 60000 ppm de turbidez, (Rió Huallaga, Marañón, Ucayali). El
agua de Sedapal tiene de 15 a 20 partes por millón (pp ) de
turbidez.
1.4
COLOR
Se mide con unidades comparativas con una muestra
patrón. El H2O disuelve ó saca el color de la materia orgánica
generalmente de las plantas. En las bebidas gaseosas se usan 10
unidades de color.
9
1.5
DUREZA:
La dureza se expresa como dureza permanente, temporal y
a la suma de las dos se expresa como dureza total, la dureza está
dada por las sales de Ca y Mg en sus combinaciones como
sulfatos, como carbonatos ( esto da la dureza permanente). La
fuerza temporal lo dan los bicarbonatos ( cuando se ca enta el
bicarbonato nos da el CO2 ), se mide en partes por millón.
1.6
ACIDEZ INORGÁNICA:
Producido por las minas, en sus desechos de aguas
servidas, arrojan H2 S04 (corrosivo), también las chimeneas de
algunas fábricas producen H2 S04 generándose la acidez por las
lluvias.
1.7
FLUOR:
El flúor es un elemento relativamente abundante en la
naturaleza y forma compuestos con la mayoría de los elementos,
excepto los gases nobles helio, argón y neón. Su nombre fue
sugerido a Sir Humphry Davy por A. Ampere en 1812. Sin
embargo, fue posible aislarlo a principios del siglo XX, trabajo
realizado por Ferdinand Fréderic Henri Moissan, Premio Nobel en
1906.
El problema era que este elemento es
el más
electronegativo y, por lo tanto, su ion es el más difícil de oxidar. El
flúor es un elemento muy tóxico y reactivo. Muchos de sus
10
compuestos, en especial los inorgánicos, son también t
icos y
pueden causar quemaduras severas y profundas.En muchos
países, el fluoruro se agrega intencionalmente al suministro de
agua, pasta dentífrica y a veces otros productos para revenir las
caries. Se ha sabido durante mucho tiempo que la ingesta de
fluoruros en forma excesiva tiene efectos tóxicos seri s. Por eso
los científicos están debatiendo ahora si fluorar el a ua confiere
un beneficio a largo plazo. El fluoruro fue utilizado por primera vez
en la prevención de caries en la década de 1940, y su
ectividad
es defendida en dos áreas:
1.
El fluoruro inhibe las enzimas que producen ácidos en
s
bacterias de la placa dental. Esta observación es váli
pero algunos científicos creen ahora que el impacto dañino
del fluoruro en otras enzimas útiles pesa más que el efecto
beneficioso de la prevención de caries.
2.
Los iones de fluoruro se ligan a los iones del calcio,
fortaleciendo
ei esmalte del diente en
los
niños.A
continuación explicaremos químicamente lo que sucede en
el segundo punto:
La hidroxíapatita, cuya fórmula es Ca5 (P04)3 OH, es un
fosfato básico de calcio y forma parte de los dientes. Un
cristal de hidroxíapatita puede variar su composición
mediante un proceso de intercambio iónico. Los iones
11
hidroxilo pueden intercambiarse con iones fluoruro pudiendo
modificar, de este modo, un tercio del total de los iones
originales. También es posible reemplazar los iones hi oxilo
por iones carbonato. El ion calcio puede ser intercambiado
por ion magnesio. Cuando los iones que se incorporan al
cristal son iones fluoruro, el cristal resultante es m cho
menos soluble que la apatita sin flúor. Se ha demostrado
que 1 ppm de iones fluoruro en el agua potable hace
disminuir las caries dentales en forma ostensible. Los
cristales de hidroxíapatita del esmalte tienen la forma de
prismas hexagonales cuyo diámetro es aproximadamente de
0,05 A2. Son más largos que los cristales de hidroxíapatita
de la dentina y del cemento. El “streptococo mutans” e el
principal microorganismo de la flora bacteriana, cuyas
enzimas metabolizan rápidamente los hidratos de carbono,
en especial la sacarosa. Los ácidos orgánicos, subprod
s
de este metabolismo bacteriano, disminuyen el pH a 5,4.
Este es el nivel crítico que incide en la disolución de
los cristales de hidroxiapatita. Se produce la ruptura del
esmalte:
5Ca+2 + 3PO4 - 3 + OH-
Ca5(PO4)3 OH
5Ca+2 + 3PO4 -3 + 2OH- + 5H+
=
2Ca+2 + 3CaHPO4 2H2 O
Según la teoría de la quelación, el anión lactato se coordina
con el calcio formando estructuras queladas.
12
10F ---------------- 5CaF2 + 3P04+3 + OHSe puede decir que los iones de lactato tienen la capa idad de
solubilizar la apatita de los dientes. Ahora bien, cua do se ingiere
fluoruro en concentraciones bajas (1 ppm), la hidroxiapatita se
transforma en fluorapatita según la siguiente reacción:
Ca5(P04)3 OH + F
Ca5(P04)3F + OH-
El valor límite permisible en el agua de bebida es de ,5 mg/Lt.
Como máximo para que no se a tóxico. Se ha demostrado que un rango
de 0,5 ppm de fluoruro a 20°C y 1,5 ppm a 10°C, son las
concentraciones óptimas para proteger la dentadura de
población
infantil. Las concentraciones superiores tienen efecto acumulativos en
los
tejidos provocando el envenenamiento crónico conocido como
fluorisis.
1.8
S ÍLICE : (S iO2 )
Fo to N° 1.1
:
Cris tal de la hidroxiapatita
Fuente
:www.inteligenciaartificial.cl/ciencia/biologia/bioquimica/fluor_agua_potable.htm
13
Rango de 0 - 100 ppm. Es un elemento indispensable para
la formación del CALICHE, (que son incrustaciones vitreas muy
duras que se encuentran en las tuberías de los interca bíadores
de calor, en las calderas, etc.).
1.9
FIERRO : Fe
El Fe se encuentra se encuentra generalmente en las
aguas subterráneas como bicarbonatos. El % máximo de Fe debe
contener el agua es de 0.3 ppm.
1.10
ClNa y CIK:
Son sales solubles, pero en altas concentraciones se
precipita y producen vapor húmedo (barros). La presencia de
estas sales malogran la calidad del agua.
1.11
CO2 :
Es sumamente corrosivo, la cantidad máxima es de 50
ppm. El CO2 es un aliado del O2 y destruyen todos los equipos.
Ejemplo: el agua de río contiene entre 40 y 50 ppm.; el agua de
pozo puede estar entre 0 a 50 ppm.
14
1.12
INCRUS TACIONES O CALICHE
Sulfatos de calcio y magnesio o también silicatos de calcio y
magnesio pueden estar acompañados de hidróxidos de cal
magnesio.
Fig . ? 1.2
AGUA
CALICHE
900 °F
ACERO
Q
El acero sufre recalentamiento, debido a la formación
1.13
caliches
Incrus tació n
La formación de incrustaciones en el interior de las
calderas suelen verse con mayor frecuencia que lo esti
do
conveniente.
El origen de las mismas está dado por las sales presentes
en las aguas de aporte a los generadores de vapor, las
incrustaciones formadas son inconvenientes debido a qu poseen
15
y
una conductividad térmica muy baja y se forman con mucha
rapidez en los puntos de mayor transferencia de temperatura.
Por esto, las calderas incrustadas requieren un mayor
gradiente térmico entre el agua y la pared metálica que las
calderas con las paredes limpias. Otro tema importante que debe
ser considerado, es la falla de los tubos ocasionadas
r
sobrecalentamientos debido a la presencia de depósitos, lo que
dada su naturaleza, aíslan el metal del agua que los rodea
pudiendo así sobrevenir desgarros o roturas en los tubos de la
unidad con los perjuicios que ello ocasiona.
Las
sustancias
formadoras
de
incrustaciones
son
principalmente el carbonato de calcio , hidróxido de magnes io,
s ulfato de calcio y s ílice, esto se debe a la baja solubilidad que
presentan estas sales y algunas de ellas como es el caso del
sulfato de calcio, decrece con el aumento de la temper ura.
Estas incrustaciones forman depósitos duros muy adhere es,
difíciles de remover, algunas de las causas más frecuentes de
este fenómeno son las siguientes:
Excesiva concentración de sales en el interior de la u idad.
•
El vapor o condensado tienen algún tipo de contaminación.
•
Transporte de productos de corrosión a zonas favorables para su
precipitación.
•
Aplicación inapropiada de productos químicos.
16
Las reacciones químicas principales que se producen en el agua
de calderas con las sales presentes por el agua de apo te son las
siguientes:
Ca ++ + 2 HCO3
-
Ca+ + + SO4 =
CO3 Ca + CO2 + H2 O
SO4 Ca++ + SiO3 =
-
Mg+ + + 2 CO3 H
CO3 Mg + CO2 + H2 O
++
(HO)2 Mg + CO2Mg
CO3 Mg + 2H2O
1.13.1
SiO3 Ca
+ SiQ3 —> S¡O3 Mg
EFECTOS :
Trabaja como aislante del calor (pérdida de energía
calorífica). Retiene el calor produciendo tensiones térmicas.
EL CALICHE SE PRES ENTA EN DOS FORMAS :
a).- Duro : formado por sulfatos de Ca y Mg
b).- Blando: Producido por la dureza temporal cuando el
bicarbonato se descompone
CANTIDAD DE CLORUROS EN LA NEBLINA CUANDO PRECIPITA
COMO LLUVIA:
DISTANCIA DE LA COSTA
PPm.
30 Km
5-7
50 Km
2-3
150 km
0.5
17
TUBOS CON FORMACION DE INCRUSTACIONES
Foto 1.2
Fuente: http://www.tecoad.com/cont/dff.shtml
18
CAPITULO II
2. BIOLOGIA DE LAS AGUAS
OBJETIVOS :
Ø Antes de un tratamiento de agua debe hacerse el análisis
microbiológico de las aguas a fin de eliminarlos sobre todo los
elementos patógenos para el hombre
Ø Conocer métodos de eliminación de los microorganismos
se va
eliminar
Ø Hacer los análisis respectivos para conocer los contenidos tanto de
sólidos como sólidos disueltos con el objeto de obtene una dureza
de acuerdo a las normas de salud.
2.1
CONTAMINACIÓN
POR
MATERIA
ORGÁNICA
Y
MICROORGANISMOS
La mayoría de la materia orgánica que contamina el agua
procede de desechos de alimentos, de aguas negras domé cas y
de fábricas y es descompuesta por bacterias, protozoar os y
diversos organismos mayores. Ese proceso de descomposición
ocurre tanto en el agua como en la tierra y se lleva a cabo mediante
reacciones químicas que requieren oxígeno para transfo
sustancias ricas en energía en sustancias pobres en en gía. El
oxígeno disuelto en el agua puede ser consumido por la fauna
acuática a una velocidad mayor a la que es reemplazado desde la
atmósfera, lo que ocasiona que los organismos acuáticos compitan
por el oxígeno y en consecuencia se vea afectada la di tribución de
la vida acuática. Una medida cuantitativa de la contaminación del
agua por materia orgánica (sirve como nutriente y requiere oxígeno
19
para su descomposición) es la determinación de la rapidez con que
la
materia
orgánica
nutritiva
consume
oxígeno
por
la
descomposición bacteriana y se le denomina Demanda Bioquímica
de Oxígeno (DBO). La DBO es afectada por la temperatura del
medio, por las clases de microorganismos presentes, por la
cantidad y tipo de elementos nutritivos presentes.
La DBO de una muestra de agua expresa la cantidad de
miligramos de oxígeno disuelto por cada litro de agua, que se utiliza
conforme se consumen los desechos orgánicos por la acción de las
bacterias en el agua. La demanda bioquímica de oxígeno se
expresa en partes por millón (ppm) de oxígeno y se determina
midiendo el proceso de reducción del oxígeno disuelto
n la
muestra de agua manteniendo la temperatura a 20 °C en
periodo de 5 días. Una DBO grande indica que se requiere una
gran cantidad de oxígeno para descomponer la materia orgánica
contenida en el agua.
El agua potable tiene una DBO de 0.75 a 1.5 ppm de
oxígeno y se considera que el agua está contaminada si la DBO es
mayor de 5 ppm. Las aguas negra municipales contienen entre 100
y 400 ppm pero los desechos industriales y los agrícolas contienen
niveles de DBO del orden de miles de ppm. La reducción de los
niveles de DBO se hace mediante tratamiento de aguas n gras.
2.2
VALORES TÍPICOS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO
PARA AGUAS DE DIFERENTES CALIDADES DE AGUA:
20
Tipo d e ag ua
DBO mg /L
Agua potable
0.75 a 1.5
Agua poco contaminada
5 a 50
Agua potable negra municipal
Residuos industriales
100 a 400
5 00 a 10 000
A la descomposición de la materia orgánica en presenci
de
oxígeno se le llama aerobiosis y es el proceso más eficiente para
liberar la energía de la materia orgánica. Por ejemplo, la aerobiosis
de la glucosa (C6 H12O6 ) se puede representar mediante la ecuación
química:
C6 H12 O6
+
6CO2
6H2O
DH = - 3600 Cal/g
La descomposición aeróbica de las proteínas que contienen
nitrógeno y
azufre (representadas por
la fórmula gener
(CxHyOzN2S ) se puede representar mediante la ecuación química
no balanceada:
CO2 + H2 O + NH4 * + S O42-
CxHyOzN2 S + O2
Proteína + oxigeno
bióxido de carbono + agua + ion amonio + ion
sulfato
DH = - 5090 cal/g
Cuando la materia orgánica que contamina al agua se ha
agotado, la acción bacteriana de la desoxigenación de
contaminadas
oxida
21
al
ion
amonio,
proceso
s aguas
denominado
nitrificación, se puede representar mediante la ecuaci
química
iónica:
2 H+ + H2 0 + NO3”
NH4 * + 2 O2
ion amonio + oxígeno
ion hidrógeno + agua + ion nitrato
DH = - 4350 cal/g
A los procesos de descomposición bacteriana anaeróbica
(en ausencia de oxíg eno) de la materia o rg ánica s e le llama
anerobío s is . A la des co mpo s ición anaeróbica (por enzimas
producidas por levaduras) de los carbohidratos o azúcares se le
llama fermentación y a la descomposición bacteriana anaeróbica de
las proteínas se le llama putrefacción. La fermentación de un
azúcar por enzimas de levaduras, por ejemplo de la glu
se
puede representar en términos generales, mediante la ecuación
química:
C6 Hi2 O6 + enzimas de levadura —> 2 CO0 + 2 CH3-CH2 -OH
Glucosa
Alcohol etílico o etanol
La putrefacción de las proteínas puede representarse
mediante la ecuación química no balanceada:
CxHyOzN2 S + H2 O —bacterias —> CO2 + CH4 + H2 S + NH4*
Pro te ina + ag ua —> dióx ido de carbo no + me tano + s ulfuro de hidró g e no + io n amon io
DH = - 368 cal/g
22
Se puede observar que se libera mayor cantidad de energía
en la aerobiosis que en la putrefacción.
En el proceso de putrefacción, como el metano es insol ble
en agua se libera en forma de gas. El sulfuro de hidrógeno es un gas
incoloro, de mal olor (a huevo podrido) y tóxico (en concentraciones
de 5 % es nocivo para la vida), por lo que la putrefacción desprende
olor fétido y los peces y otros animales que requieren
oxigeno no
pueden vivir en aguas contaminadas donde ocurra la putrefacción
(se le considera la forma peor de contaminación bacteriana).
2.3
CONTAMINACIÓN
DEL
AGUA
POR
MICROORGANISMOS
PATÓGENOS
Por regla general, se considera que el agua es aceptab
para beber si:
1).-
Contiene menos de 10 bacterias intestinales en cada litro de
agua;
2).-
3).-
Si no presenta mal sabor, olor, color o turbiedad;
Si no contiene impurezas químicas en concentraciones q
puedan ser peligrosas para la salud del consumidor;
4).-
Si no son corrosivas con respecto al sistema de conducción
del agua, y
5).-
Si
no
provienen
de
sistemas
acuíferos
sujetos
contaminación por aguas negras u otros contaminantes.
23
a
El
hombre
vive
en
relación
íntima
con
los
microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo. En
estado de salud, los humanos y los microbios viven juntos
para beneficio mutuo. Sin embargo, algunas personas sa
viven en armonía con organismos que pueden resultar
patógenos para otros. Por ejemplo, algunas personas están
adaptadas a las aguas con bacilos que provocan disente
en otras personas
Las
bacterias
coliformes
son
microorganismos
inofensivos para el hombre y residen en su intestino g ueso y
abundan en la materia fecal. Forman parte de los desec os
de las aguas negras y no se desarrollan en el agua, de
manera que un recuento de las bacterias coliformes
constituye un indicio del grado de contaminación de es s
aguas. Se considera que el número de microorganismos
portadores de enfermedad en el agua es proporcional al
número total de microorganismos y que una cantidad total
baja representa
un
menor
riesgo
de contraer
una
enfermedad. Sin embargo, se han dado casos en que
enfermedades virales han sido trasmitidas por aguas que
cumplen estrictamente con las normas de control de
bacterias. Por consiguiente, la presencia de que cualquier
impureza típica de las aguas negras, inclusive si no son
perjudiciales en sí mismas, implica que el agua en que se
encuentran no deja de ser fuente peligrosa de enfermedad.
24
El agua contaminada puede estar sucia, mal oliente,
ser corrosiva, de mal sabor o poco apta para lavar la
con ella. Sin embargo, para el hombre el efecto más
perjudicial del agua contaminada ha sido la transmisió de
enfermedades por microorganismos que pueden habitar en
ella. Por ejemplo, la fiebre tifoidea causada por la bacteria
salmonella typhi, el cólera causada por la bacteria Vibrio
cholerae (1), la disenteria provocada por parásitos como las
amibas Entamoeba histolitica (2) y la bacteria Shigella, la
gastroenteritis causada por virus, bacterias y protozoarios, la
hepatitis infecciosa causada por el virus de la hepati
y la
poliomielitis causada por el virus de la poliomielitis.
Foto ? 2.1
Foto N° 2.2
Vibrio cholerae (1),
Entamoeba histolitica (2)
Fuente: http://www.sagan-gea.Org/hojared_AGUA/paginas/16agua.html
25
2.3.1 LLUVIA
El agua de lluvia a través por su paso por la atmósfer
arrasa los microorganismos que hay en suspensión, el agua
superficial ( ríos, lagos, arroyos, etc.) es por natur
za un
portador de materia orgánica, en estado natural o en
descomposición contiene dentritos ( orina, heces ) de
humanos y animales. Se pueden encontrar organismos en el
agua, desde vertebrados hasta virus.
Los organismos pertenecientes al reino vegetal que
tienen mayor interés desde el punto de vista de tratamiento
de aguas son las algas y las bacterias.
2.3.2 ALGAS :
Las algas viven en agua dulce muy especialmente en
las lagunas de oxidación, son microscópicas. Las algas
contiene clorofilas y solo viven a una profundidad hasta
donde penetran los rayos solares. Las algas a menudo
tienen colores que lo catalogan.
2.3.3
CLAS IFICACIÓN
1.
Clo ro fíc eas :
Son de color verde hay especies monocelulares
y multicelulares que dan al agua olores ícticos (olor
pescado).
2. Las ciano fíceas :
26
Son de color azula verdoso son unicelulares y
multicelulares, dan al agua olores muy desagradables,
producen por su abundancia una nata que obstruyen
la oxigenación del agua.
3. Bas ilacrios fícea ó diato meas :
Son células mono celulares con un color
amarillo verdoso y dan olores aromáticos o sino
ícticos.
2.3.4
BACTERIAS S UPERIORES :
Otros organismos que nos interesan son las bacterias
en el reino animal. Las bacterias superiores: Son del
género:
1.
Bac teria S phaerotilus Creno thyny:
Están relacionados con el Fe y Mn en el agua.
2.
Bac terias Bagg iatoa:
Están relacionados con los grupos sulfurosos.
2.3.5
BACTERIAS INFERIORES :
Son
los
patógenos del hombre,,
tenemos
los
coliformes y los streptococos. Tenemos las bacterias
coliformes y streptococos que se utilizan como índice
27
contaminación fecal. Los organismos más importantes en el
reino animal pueden ser los patógenos y entre ellos los más
importantes son los Endamoeba Histolíptica que produce la
amodiacis o disentería amibiana.
2.4
COLIMETRIA:
Es un método de investigación de gérmenes del tipo de
coliformes fecales. La contaminación fecal de las agua se aprecia
determinando la presencia de microbios cuyo ambiente natural es
el intestino del hombre y de los animales. La presencia de
Coliformes.Perteneciente a la familia enterobacteriácea que son
bacilos gran negativo de crecimiento anaerobio no esporulado que
fermentan rápidamente la lactosa ( 2 4 - 48 horas) con producción
de gas que determina la calidad del agua. El resultado se expresa
como número más probable (NMP) de gérmenes del tipo de coli por
100 ce. de agua. Un agua potable de buena calidad no d be tener
más de 1 a 2 gérmenes por 100 ce. como término medio e
l mes.
Es decir que la muestra de agua debe cumplir las
condiciones desde el punto de vista bacteriológico, lo siguiente:
1.-
Límite de la frecuencia con que aparecen el grupo coliforme.
2.-
La densidad de bacilos de este grupo debe cumplir con l
siguiente:
a)
Cada muestra debe tener 5 tubos con proporciones de
10 mi cada uno.
28
b)
Frecuencias: no más del 10 % debe presentar
presencia del grupo coliformes por cada mes.
C)
Densidad: no más del 5 % de tubo muestra de tres
unidades positivas.
Ejemplo:
Determinar si el agua de una muestra cuyo análisis bac eriológico
corresponde a 100 muestras de 5 tubos de 100 ce. cada no de agua.
Solución:
Tubos positivos por muestra
0+
- 1+
- 2+
- 3+
- 4+
- 5+
Número de muestras
90
-4
-2
-2
-1
-1
1.2 colis por 100 ce.
Frecuencia: 4x1 + 2x2 + 2x3 + 1x4 + 1x5 = 23 tubos
% de tubos positivos: 100 x 23 / 500 = 4.5 % < 10 % ….conforme.
3
Densidad: 2 + 1 + 1 = 4
4
% de muestra: 4 x 100/100 = 4 < 5 % ....El agua es buena o sana.
5
Bacilos en 100 cc..
Tabla 2.1
Ne g ativo
5
4
3
2
1
0
Pos itivo
0
1
2
3
4
5
5 porc ione s de 10 c c
Menor de 2.2
2.2
5.1
9.2
16.0
Más de 16
Fue nte: Elabo ración propia
NUMERO DE POS ICIONES
29
NMP
2.5
TECNICA DEL METODO PRES UNTIVO:
Demostrar que el agua tiene presencia de gérmenes
fermentados de lactosa. Se realiza mediante la siembra de tres
tubos mediante el caldo de lactosa en tubos con una campana
invertida que permita acumular gas y leer en el tubo.
Ag ua con tratamiento de clo ro :
1.-
5 tubos ( 50 ce de caldo de lactosa ) con 100 cc de agua
2.-
1 tubo ( 10 ce de caldo de lactosa ) con 1 cc de agua.
3.-
1 tubo (10 cc de caldo de lactosa ) con 0.1 cc de agua.
Ag ua no clo rada:
1.-
5 tubos ( 50 ce de caldo de lactosa ) con 10 ce de agua
2,-
5 tubos ( 10 ce de caldo de lactosa ) con 1 ce de agua.
3.-
5 tubos (10 ce de caldo de lactosa ) con 0.1 ce de gua.
Pro c edimiento :
1.
Se agita el frasco que contiene el agua.
30
2.
Colocar en gradillas los tubos de caldo de lactosa.
3.
Con una pipeta estéril
4.
Rotular los tubos de la serie con las números de la muestra.
5.
Incubar a 37 °C por 24 horas, si resulta negativo incu ar otras
24 horas.
6. Lectura de tubos positivos y cálculo del número probable de
gérmenes en 10 cc.
2.6
TOMA DE MUESTRA:
La cantidad de agua requerida como muestra es mínimo 2
litros. Al tomar la muestra se debe tener cuidado de q
ésta sea
representativa del agua problema, cuanto menos tiempo transcurra
la toma y el análisis serán satisfactorias los resultados.
2.6.1 Tiempo s máximo s para el anális is de la mues tra de
agua:
• Agua no contaminada: 72 horas : agua de las cañerías,
aguas claras.
• Agua sospechosa : 48 horas: agua de pozos, aguas turbias.
• Agua contaminada : 12 horas, aguas negras, río Rímac,
baño.
Se registra el tiempo transcurrido entre la toma de
muestra y el análisis. Para recolectar las muestras se usan
botellas de vidrio o de plástico con tapas esmeriladas en lo
posible. Las botellas de la muestra hay que lavarlas
31
cuidadosamente , luego se usa soluciones de ácido sulf rico
y dicromato de K, luego se hace un concienzudo enjuague
con agua destilada.
En la toma de muestra para estudio bacteriológico es
conveniente frascos de vidrio que estén completamente
esterilizados preferible de boca ancha. En el interior se
coloca una pequeña cantidad de hiposulfito de sodio pa a
neutralizar el CI2 residual que puede contener el agua y que
pueda variar el contenido bacteriano en el momento de la
toma de muestra.
Ejemplo :
1.-
Una llave de servicio, se elige de uso continuo,
no
presente ninguna anomalía (llave mal cerrada )
2-
Una llave de goteo.
S e pro cede a :
1.
Escurrir el agua, luego se procede a lavar la boca,
luego se dejaescurrir el agua por dos minutos.
2.
Se cierra y flamea con un mechero de algodón por
algunos segundos.
3.
Se abre la llave y se deja escurrir el líquido por 2
minutos.
32
4.
Se coloca en el frasco de agua dejando un espacio de
por lo menos de 1 ce en la parte inferior de la tapa y
al nivel del líquido.
2.6.2 PROCEDIMIENTO PARA LA TOMA DE MUESTRA
El frasco previamente limpio y estéril como se ha
indicado anteriormente y abierto la boca, se toma por
base, se introduce boca abajo a una profundidad de 10 cm y
luego se mueve en avance ascendente.
33
CAPITULO III
3.-
CALIDAD Y CARACTERISTICAS DEL AGUA POTABLE
3.1
Co ns tituyentes Químico s del agua
Producen 4 efectos:
3.1.1 PRODUCEN S OLAMENTE ALCALINIDAD:
Carbonato de potasio
K2CO3
Bicarbonato de potasio
KHCO3
Carbonato de sodio
CO3Na
Bicarbonato de sodio
Mg(HCO3) 2
Todas estas sales disueltas en al agua producen
alcalinidad.
3.1.2 PRODUCEN DUREZA CARBONATADA Y
ALCALINIDAD
Carbonato de calcio
CaCO3
Bicarbonato de calcio
Ca(HCO3) 2
Carbonato de magnesio
MgCO3
Bicarbonato de magnesio
Mg(HCO3)2
Es tas s ales d is ueltas en el ag ua p rod ucen d urez a
temp oral.
34
3.1.3
PRODUCEN
CALIDAD
S ALINA
Y
DUREZA
NO
CARBONATADA:
1).-
Calidad s alina: cuando el contenido de iones es muy
alta.
2).- Dureza no carbo natada: dureza permanente.
Sulfato de calcio
:
CaS04
Cloruro de calcio
:
CI2Ca
Nitrato de calcio
:
(N03)2Ca
Sulfato de magnesio: MgS04
Cloruro de magnesio: MgCI2
Nitrato de magnesio : (N03)2 Mg
3.1.4 PRODUCEN CALIDAD S ALINA PERO NO DUREZA:
Sulfato de potasio K2 S04
Cloruro de potasio CIK
Nitrato de potasio KNO3
Sulfato de sodio
Na2 S04
Cloruro de sodio
CINa
Nitrato de sodio
NaN03
3.1.5 S US TANCIAS QUE PRODUCEN ACIDEZ EN EL AGUA:
Que son usados en el tratamiento de agua:
Sulfato ferroso
:
FeS04
Sulfato de aluminio
Acido sulfúrico
:
:
Al2 (S04)3
H2S04 (En ciertos
especiales
35
tratamientos
3.1.6 CANTIDADES MÁXIMAS DE S US TANCIAS QUÍMICAS
EN
DIS OLUCIONES
INDICADOS
POR
INTERNACIONALES
LIMITES : en ppm.
S US TANCIAS
Cloruros
250
Cromo hexavalente como Cr
0.05
Fenol
0.001
Sulfatos
250
Sólidos totales
500
Arsénico (como As)
0.05
Cobre
1.0
Fluoruros (inorgánicos)
3.0-mejor 1.5
Plomo : como Pb
0.05
Hierro: como Fe
0.3
Manganeso:: omo Mn
50.0
Setenio ( como Se )
0.01
Zinc ( como Zn )
50
Detergentes
0.5
Bario ( como Ba )
1.0
Cadmio ( como Cd )
0.01
Nitrato ( como N )
10.00
Extracto filtrable por carbón
Soluble en cloroformo
36
0.2
NORMAS
3.2
CONS UMO DE AGUA POTABLE:
El consumo de agua se ha establecido en base a una
estadística de uso por persona durante el día, de tal manera que
las cantidades son un promedio:
1.-
Consumo de baño de tina
2.-
Consumo de baño de ducha
3.-
Consumo de inodoro por persona
23 Lts.
4-
Consumo de lava manos
45 Lts / hora
5.-
Consumo en lavadero de laboratorio
6.-
Consumo de riego de jardín con
manguera de 3/8" de diámetro
9.5 Litros/ baño
9 Lt/min.
37 Lts / hora
26 Lts/min.
7.- Consumo de agua para lavado de automóvil 300 Lts.
8.-
Consumo básico por persona
75 Lts.
3.3 DUREZA DEL AGUA:
Se denomina dureza del agua a la concentración de
compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de
agua, en particular sales de magnesio y calcio, carbonatos,
bicarbonatos, cloruros, sulfatos y ocasionalmente nitratos de calcio
y magnesio. Son éstas las causantes de la dureza del a ua, y el
grado de dureza es directamente proporcional a la concentración
de sales alcalinas. La dureza es indeseable en algunos procesos,
tales como el lavado doméstico e industrial, provocando que se
consuma más jabón, al producirse sales insolubles.
37
En calderas y sistemas enfriados por agua, se producen
incrustaciones en las tuberías y una pérdida en la eficiencia de la
transferencia de calor. Además le da un sabor indeseable al agua
potable.
Grandes cantidades de dureza son indeseables por razones
antes expuestas y debe ser removida antes de que el ag a tenga
uso apropiado para las industrias de bebidas, lavanderías,
acabados metálicos, teñido y textiles. La mayoría de los
suministros de agua potable tienen un promedio de 250
g/Lt de
dureza. Niveles superiores a 500 mg/l son indeseables para uso
doméstico. Se calcula, genéricamente, a partir de la suma de las
concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por
cada litro de agua; que puede ser expresado en concent
iones
de CaC03.
Es decir:
Dureza (mg/l de CaC03) = 2,50 [Ca++] + 4,16 [Mg++]- Donde:
•
[Ca++]: Concentración de ion Ca++ expresado en mg/l.
•
[Mg++]: Concentración de ion Mg++ expresado en mg/l.
Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre el
peso molecular del CaC03 y los pesos moleculares respectivos:
100/40 (para el Ca++)¡ y 100/24 (para el [Mg++]).
38
La forma más común de medida de la dureza de las aguas
es por titulación con [EDTA]. Este agente complejante
te
valorar tanto la concentración de Ca como la de Mg.
3.3.1 TIPOS DE DUREZA
La dureza del agua tiene una distinción compartida
entre dure za
temporal (o de carbonatos) y dureza
permanente (o de no-carbonatos).
1).- Dureza Temporal:
Está determinada por
el
contenido de
carbonatos
y
bicarbonatos de calcio y magnesio y puede ser eliminada al
hervir el agua o por la adición del hidróxido de calcio [Ca(OH)2
]
CaCO3(S)) + H2O + CO2(g) ^Z^Ca(HC03)2(aq)
El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que
en agua fría, así que hervir (que contribuye a la formación de
carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fue a de la
solución, dejando el agua menos dura. Los carbonatos pueden
precipitar cuando la concentración de ácido carbónico
disminuye, con lo que la dureza temporal disminuye, y
el
ácido carbónico aumenta puede aumentar la solubilidad
fuentes de carbonates, como piedras calizas, con lo que la
dureza temporal aumenta. Todo esto está en relación co el
39
pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los
carbonatos. Este proceso de disolución y precipitación es el
que provoca las formaciones de es talag mitas y es talactitas .
2).-
Dureza pe rmanente:
Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, stá
determinada por todas las sales de calcio y magnesio e
carbonatos, bicarbonatos y/o cloruros en el agua, que
solubles
mientras
sube
la
temperatura
hasta
pto
n más
cierta
temperatura luego la solubilidad disminuye conforme aumenta
la temperatura. Puede ser eliminada utilizando el méto o
SODA (sulfato de sodio).
3)-
Grado s de dureza de l agua
Las medidas de dureza o grado hidrotimétrico del agua son:
Ø Grados de dureza inglesa: ( grados Clark ) equivale a
grados de
CaC03 por galón o parte por 70,000.
Ø Grados de dureza Francés : son parte de CaC03 por
100,000.
Ø Grados de dureza Alemán : son partes de CaO por
100,000.
Ø Grados de dureza Americano : es igual a una parte de
CaCO3 por 1'000,000.
40
CUADRO DE EQUIVALENCIAS DE LA DUREZA
Tabla ? 3.1
UNIDAD
PP m
Una parte por millón
Un grano/ US galón
1
17.1
14.3
Grano s / US Grado s Grado s
Grado s
g aló n
Clark Frances e s Alemanes
Un grano/ Imperial-gl
Un grado Francés
10.0
Un grado alemán
17.9
0.058
1.0
0.829
0.07
1.20
1.00
0.10
1.71
1.43
0.56
0.958
0.80
0.583
1.044
0.70
1.24
1.00
1.78
0.56
1.00
Fuente: Elabo rac ión pro pia
> 1 galón Imperial ( Británico ) = 4.546 Litros.
> 1 galón USA
= 3.785 Litros
3.3.2 Interpretación de la Dureza:
Dureza como CaCQ3
0-75
75-150
150-300
> 300
Interpretación agua
suave agua poco
dura agua dura
agua muy dura
41
En agua potable: El límite máximo permisible es de 300 mg/l de
dureza.
.En agua para calderas : El límite es de 0 mg/l de dureza.
. 3.3.3 Campo de Aplicació n
El análisis de la dureza total en muestras de aguas es
utilizado en al industria de bebidas, lavandería, fabricación de
detergentes, acabados metálicos, teñido y textiles. Además en
el agua potable, agua para calderas, etc.
Principio s
Este método está basado en la cuantificación de los
iones calcio y magnesio por titulación con el EDTA y su
posterior conversión a Dureza Total expresada como CaCO3
3.3.4 Pro cedimiento :
La muestra de agua que contiene los iones calcio y
magnesio se le añade el buffer de PH 10, posteriormente, se
le agrega el indicador ericromo
negro T ( ENT ), que hace
que se forme un complejo de color púrpura, enseguida se
procede a titular con EDTA (sal disódica) hasta la aparición de
un color azul.
42
3.3.5 Reacc iones químicas que s e g ene ran:
Ca2+ + Mg 2+ + Buffer pH 10
Ca2++ Mg2++ ENT
[ Ca-Mg--ENT]
[Ca-Mg-ENT] + EDTA
complejo púrpura
[Ca-Mg-EDTA] + ENT
color azul
3.3.6 Interferenc ias .
En la tabla se encuentra la lista de la mayor parte de
las sustancias que interfieren. Sí existen más de una
sustancia que interferentes, los límites dados en la tabla
pueden variar. La turbidez se elimina por filtración.
Interferencias
Con, máx. sin interferir
Aluminio
20 ppm
Cadmio
*
Cobalto
100 ppm
Cobre
50 ppm
Fierro(+3)
50 ppm
Fierro (+2)
50 ppm
Plomo
*
Manganeso
1 ppm
Níquel
100 ppm
Zinc
*
Polifosfatos
10 ppm
43
*
3.3.7
Si están presentes son titulados como dureza.
Materiales y Reactivo s :
El método empleado para la cuantificación de la Dureza
Total es un método volumétrico por lo que no se requie
aparatos especiales.
1).- Materiales
• 2 matraces volumétricos de 100 ml
• cápsula de porcelana
• 1 soporte con pinzas para bureta
• Matraces erlenmeyer de 125 ml.
• 1 pipeta de 10 ml.
• 2 frascos goteros de 100 ml
2).- Reactivo s
Ø Solución Buffer PH 10 :
Disolver 6.56 gr. de NH4 CI y 57 ml de NH4OH en agua
destilada y aforar a 100 mi.
Ø Solución: Negro de Eriocromo T :
Disolver 0.5 g de Eriocromo negro T y 4.5 gr. de
clorhidrato de hidroxilamina en 100 mi de etanol.
Ø Solución De EDTA (sal disódica)
44
Disolver 2 gr de EDTA (sal disódica) más 0.05 gr de
MgCI2 .6H20 en agua destilada y aforar a 1000 mi.
Ø Solución de CaCI2 0.01 N Disolver 0.5 gr de CaC03
secado a 110 ° C durante 2 horas y disolverlo en 10 ml
de HCI 3N y aforar a 1000 ml con agua destilada.
3.3.8 Es tandarización
La estandarización del EDTA (sal disódica) se hace de
siguiente manera:
v Colocar 5 ml de solución de CaCI2 en un matraz
Erlenmeyer de 125 ml.
v Añadir 5 gotas de solución buffer de pH 10 y 3 gotas de
indicador de negro de ericromo T, aparece un color púrpura
en presencia de iones de calcio y magnesio, y se proce
a
titular con la solución de EDTA cuya normalidad se desea
conocer, se termina hasta la aparición de un color azul.
3.3.9 Cálculo de la normalidad del EDTA:
La Normalidad del EDTA se calcula así:
V1 x N1
N2 = --------------------V2
Dónde:
N2
=
Normalidad del EDTA
45
V1
=
ml de solución de CaCI2
N1
=
Normalidad de la solución de CaCI2
V2
=
ml gastados de EDTA
3.3.10
Ø
Pro ce dimiento :
Colocar 5 ml de la muestra de agua en un erlenmeyer
de 125 ml.
Ø
Agregar 5 gotas de buffer PH 10 .
Ø
Añadir 3 gotas de negro de ericromo T.
Ø
Titular con EDTA (sal disódica) 0.01 N .
Ø
Vire de púrpura a color azul.
3.3.11
Cálculo s
46
Se utiliza la siguiente relación:
Vx N x 1000
meq/l Ca+2 y Mg+2 = ---------------------------ml de muestra
Donde :
V = ml gastados de EDTA
N = Normalidad del EDTA
a) Cálcu lo s para Magne s io :
meq/l Mg+2 = [meq/l (Ca+2 y Mg+2)] - (meq/l Ca+2 )
b) Cálculo s para dureza total: Expres ada co mo ppm de
CO3 Ca :
mg/l de Dureza Total = [ meq/l ( Ca+2 y Mg+2 )]
c)
Cálculo s para dureza de Calcio : Expres ada c o mo
ppm de CO3 Ca : mg/l Dureza de Calcio = ( meq/l Ca+2 )
d)
Cálculo s para Dureza de Mag nes io : Expres ada
c o mo ppm de CaC0 3
mg/l de Dureza de Magnesio = ( meq/l Mg +2)
47
3.3.12
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
a) Muestra tomada: 50 ml_ de agua de chorro
b) Agregar en 3 erlenmeyers de 250 ml_,
c) luego se agrega 1 ml_ de solución buffer y 2 gotas de
negro ericromo T a cada erlenmeyer.
d) Posteriormente, ya con la bureta llena y enrazada con
solución de EDTA (ácido etilendiamino tetra acético) s
procedió a realizar la titulación hasta que cada muest
vire
de vino tinto a un color azul marino. Se realiza dos
muestras.
3.3.13
CÁLCULOS
Para la mues tra ? 1
NEDTA = 0,0278 N
Vol. de agua = 50 mL
Vol. de EDTA gastado = 2,6
Masa eqv. = 50
Equ CaC03 = NEDTA x Vol. de EDTA
gastado Equ CaC03 = 0,0278 N x 0,0026 L
= 0,0000722 gr/L de la muestra = Equ
CaC03 x Masa eqv.
gr/L de la muestra = 0,0000722 x 50
gr/L de la muestra = 0,00361 gr./L
48
Dureza del agua (ppm) = 0,00361 x 1000 / 0,05 = 72.2 pm
Dureza del agua (ppm) = 72,2 ppm
Para la mue s tra ? 2
NEDTA = 0,0278 N
Vol. de agua = 50 mL
Vol. de EDTA gastado = 2,5
Masa eqv. = 50
Equ CaC03 =
Equ CaCOs
NEDTA x Vol. de EDTA gastado
=
0,0278 N x 0,0026 L = 0,0000695
gr/L de la muestra = Equ CaCo3 x Masa eqv.
gr/L de la muestra = 0,0000695 x 50
gr/L de la muestra = 0,003475 gr./L
Dureza del agua (ppm) =
0,003475 x 1000 / 0,050 = 69.5 ppm
Dureza del agua (ppm) = 69,5 ppm
Dureza promedio del agua = 72,2 + 69,5 = 70,85 ppm
CONCLUS IONES : Observando los resultados obtenidos en esta práctica
podemos concluir que el agua de chorro utilizada posee una cantidad muy
pequeña de impurezas, esto se ve reflejado en los valores obtenidos de
dureza los cuales, según la tabla de interpretación, están en los niveles
aptos para el consumo humano, es decir que posee canti
des pequeñas de
CaC03, el cual es el indicativo principal de la dureza del agua
49
RES ULTADOS Y ANÁLIS IS
Mues tra
Vo l. de agua
(ml)
Vol. de
EDTA
(ml)
Equivale nte s
de CO3Ca
g/l de CO3Ca
e n agua
1
50
2,6
7,22x10-5
3,61x10-3
2
50
2,5
6,95x10-5
3,475x10-3
Dure za
promedio
de l agua
(ppm)
70,85
Tabla 3.2
Fuente:http://www.sagan-gea.org/hojared AGUA/paginas/16agua.html
Como se puede observar en la tabla de resultados, la
dureza del agua es muy pequeña de acuerdo a la siguiente
interpretación :
En agua potable : El límite máximo permisible es de
300 mg/l de dureza. Pudiendo inferir que aunque no se realizo
la determinación de la dureza para el agua destilada, ésta, por
lógica debe ser menor a la obtenida en esta práctica.
3.3.14
As pecto s químic os :
El mayor porcentaje de sustancias químicas contenidas
en el agua de consumo La mayoría de las sustancias
químicas
presentes
en
el
agua
de
consumo
son
potencialmente peligrosas para la salud sólo después d
na
exposición prolongada (durante años, más que meses). La
excepción principal es el nitrato. Generalmente, los cambios
en la calidad del agua se producen de forma progresiva,
excepto en el caso de las sustancias que se vierten o
50
tran
de forma esporádica a corrientes de aguas superficiale o
subterráneas, procedentes, por ejemplo, de vertederos
contaminados.
En algunos casos, el agua puede contener grupos de
sustancias químicas procedentes de fuentes relacionada , por
ejemplo, los subproductos de la desinfección (SPD) y p
de
no ser necesario establecer normas para todas las sustancias
para las que existen valores de referencia. Sí se practica la
cloración, es probable que los principales SPD sean lo
trihalometanos, cuyo componente principal es el clorof
,
asi como, en algunas ocasiones, los ácidos cloroacéticos.
En ciertos casos, el control de las concentraciones de
cloroformo y, en caso pertinente, de ácido tricloroacético
también proporcionará un grado de control adecuado de
ros
subproductos de la cloración.
3.3.15
Peligro s de tipo químico en el ag ua de cons umo
Se ha demostrado que cierto número de contaminantes
químicos causan efectos adversos para la salud de las
personas como consecuencia de una exposición prolongada
por el agua de consumo.
Ciertas sustancias consideradas peligrosas para la
salud afectan a la aceptabilidad del agua de consumo de
modo que, por lo general, conllevarían el rechazo del agua
51
que contiene concentraciones bastante menores que las
consideradas peligrosas para la salud. Conviene clasificar los
contaminantes químicos en función de su importancia, para
que se considere la inclusión de los más importantes en las
normas
y
programas
de
monitoreo
nacionales.
Los
conocimientos locales acumulados a lo largo del tiempo
mediante la
experiencia práctica son
extremadamente
valiosos. No obstante, pueden surgir problemas importantes,
incluso crisis, si abunda la presencia de sustancias químicas
muy peligrosas para la salud pero se desconoce porque
efecto sobre la salud es a largo plazo, causado por una
exposición crónica, no una exposición breve. Tal ha sido el
caso del arsénico en aguas subterráneas en Bangladesh y
Bengala Occidental, por ejemplo.
Los contaminantes químicos del agua de consumo se
pueden clasificar de varias maneras; sin embargo, la m s
adecuada es considerar la fuente principal del contaminante,
es decir, agrupar las sustancias químicas en función del factor
que se puede controlar con mayor eficacia.
Esta clasificación facilita el desarrollo de métodos
concebidos para evitar o reducir al mínimo la contaminación,
en lugar de métodos basados primordialmente en la medi ión
de las concentraciones de contaminantes en las aguas
finales.
52
Por consiguiente, en estas Guías, las sustancias
químicas se dividen en seis grupos principales en función de
su origen, como se muestra en el cuadro 3.1. Es posibl
ue
las categorías no estén siempre bien delimitadas. El grupo de
contaminantes de origen natural, por ejemplo, comprende
muchas sustancias químicas inorgánicas presentes en el
agua de consumo como consecuencia de su liberación, por la
acción de la lluvia, de rocas y suelos, algunas de las cuales
pueden
convertirse
en
un
problema
cuando
existe
perturbación medioambiental, como en las zonas mineras.
3.3.16
Guías de la OMS para la calidad del ag ua potab e
Uno de los grandes problemas a nivel mundial es la
calidad del agua potable, tanto en los países desarrollados
más aun en los países subdesarrollados, incluso debido a los
cambios climáticos en nuestro globo terrestre cada vez
escasea la disponibilidad del agua.Es uno de los probl mas
para la salud, para la agricultura, que en algunos lugares la
lluvia
era
abundante,
hoy
escasea produciéndose
la
destrucción de las plantaciones.
Otro de los problemas es el crecimiento demográfico
razón por la cual hay mayor necesidad para su consumo
humano.
53
Otros problemas son la contaminación cada vez mayor
sobre todo de las grandes industrias químicas, mineras los
agentes infecciosos, la contaminación radiológica, emp esas
que se dedican a la electrólisis, empresas textileras, etc.
La OMS elabora normas internacionales relativas a la
calidad del agua y la salud de las personas en forma de guías
en las que se basan reglamentos y normas de países de odo
el mundo, en desarrollo y desarrollados.
3.4
CARACTERÍSTICAS QUIMICAS .Además de cumplir sobre las cantidades máximas de
sustancias de sustancias químicas en disolución según las Normas
Internacionales indicadas anteriormente el agua tratada con
intercambio iónico por cualquier otro tratamiento químico debe
cumplir con los siguientes requisitos:
La alcalinidad a la fenolftaleína y al CaC03 + 0.4 veces la
alcalinidad total, esta condición limita el pH a 10.6
°C.
La alcalinidad en carbonato normal expresados en partes por millón
(ppm). La alcalinidad de CaC03 normal es función de las
concentraciones de iones [H]+ y de la alcalinidad total y para que no
exceda del valor de 120 ppm. debe mantenerse la alcali
dentro de los límites indicados en la siguiente tabla
pH respectivos.
54
ad total,
res de
Tabla ? 3.3
Valores de pH
8.0 a 9.6
8.0 a 9.7
8.0 a 9.8
8.0 a 9.9
8.0 a 10.0
8.0 a 10.1
8.0 a 10.2
8.0 a 10.3
8.0 a 10.4
10.5 a 10.6
Límite para Alcalinidad Total
400 ppm como CaC03
360 ppm como CaC03
300 ppm como CaC03
260 ppm como CaC03
230 ppm como CaC03
210 ppm como CaC03
190 ppm como CaC03
180 ppm como CaC03
170 ppm como CaC03
160 ppm como CaC03
Fue nte : Hutc hins o n (1957). Es to s v alo re s s e de te rminan e n e l agua a 25
°C.
3.5
CARACTERÍS TICAS FÍS ICAS :
Color, Turbidez, olor, Sabor y temperatura.
1) COLOR:
Es la impresión ocular producido por las materias en el agua . El
agua debe ser incoloro. Se determina el color por comparación con
colores patrones según la escala de platino cobalto que toma como
unidad de color la producida por 1 mg de Platino en fo
de ion Cl-
Platinado por 1 litro de agua. El límite es de 20 ppm. Según normas
internacionales.
2) TURBIEDAD:
Se debe esencialmente a materias en suspensión se mide mediante un
instrumento llamado turbidímetro aceptando como unidad la que
produce en peso una parte de sílice, tierras diatomeas o tierras de Fuler
en un millón de partes (ppm) de agua. El índice máximo de agua pura
debe ser de 10 ppm según Normas Internacionales.
55
3) OLOR :
Es la impresión producida en el olfato por las materia volátiles
contenidas en el agua.
S abo r
Es la sensación de gusto que producen las materias contenidas en
el agua.
Los o lo res pueden s er producidas por:
> Materia orgánica descompuesta.
> Organismos vivos
> Gases o combinaciones de ellos.
> Residuos industriales.
El olor se mide por el ensayo del olor insipiente que consiste en
diluir el agua hasta que el olor desaparezca. Se requiere diluir 25 mi de
agua problema en agua sin olor hasta completar 250 ce
olor
insipiente es igual a 10. El agua pura no debe tener o or ni sabor.
4)
TEMPERATURA:
Se estima que una temperatura del agua entre 5 y 15 °C es
agradable al paladar.
3.6
PARÁMETROS FIS ICO-QUIMICOS : ALCALINIDAD
Definimos alcalinidad como la capacidad del agua para
neutralizar ácidos o aceptar protones. Esta representa la suma de
las bases que pueden ser tituladas en una muestra de agua. Dado
que la alcalinidad de aguas superficiales está determi
da
generalmente por el contenido de carbonatos, bicarbonatos e
hidróxidos, ésta se toma como un indicador de dichas especies
iónicas. No obstante, algunas sales de ácidos débiles
mo boratos,
silicatos, nitratos y fosfatos pueden también contribuir a la alcalinidad
56
de estar también
solución
presentes.
Estos
iones
negativos
en
están comúnmente asociados o pareados con iones
positivos de calcio, magnesio, potasio, sodio y otros cationes. El
bicarbonato constituye la forma química de mayor contr bución a la
alcalinidad. Dicha especie iónica y el hidróxido son particularmente
importantes cuando hay gran actividad fotosintética de algas o
Tabla ? 3.4
RANGOS DE ALCALINIDAD
ALCALINIDAD
RANGO
BAJ A
MEDIA
ALTA
(mg/L CaC03)
< 75
- 150
> 150
Fuente: Dato s to mado s de Ke vern (1989)
cuando hay descargas industriales en un cuerpo de agua. La
alcalinidad, no sólo representa el principal sistema amortiguador del
agua dulce, sino que también desempeña un rol principal en la
productividad de cuerpos de aguas naturales, sirviendo como una
fuente de reserva para la fotosíntesis. Históricamente, la alcalinidad
ha sido utilizada como un indicador de la productividad de lagos,
donde niveles de alcalinidad altos indicarían una prod ctividad alta y
viceversa (Tabla 3.4).
Dicha correlación se debe en parte a que la disponibilidad del
carbono es mayor en lagos alcalinos y también al hecho de que las
rocas sedimentarias que contienen carbonatos, a menudo contienen
57
también concentraciones relativamente altas de nitróge o y fósforo,
(en comparación con el granito, otras rocas ígneas y regiones donde
el lecho rocoso ha sido desgastado y lavado, los cuales
generalmente contienen bajas concentraciones de estos
s
nutrientes limitantes y del CaCO3).
El sistema de alcalinidad tiene interacciones importantes con
los procesos de fotosíntesis y respiración celular. Veamos en primer
término las reacciones de equilibrio que describen la interacción de
CO2 y H2O. (Figura 3.1).
Fig . 3.1
Fig ura 3.1: Equilibrio que des criben la interacción de
Fuente: Dato s to mado s de Kevern (1989).
58
H2O.
Dado que la concentración de ácido carbónico
(H2 CO3) es
generalmente baja, las primeras dos ecuaciones se combinan para formar
el equilibrio descrito en la ecuación #3. Determinando los valores de las
constantes de disociación K1 y K2 (las cuales varían con la temperatura y el
pH), podemos calcular las concentraciones relativas de los componentes
de estas ecuaciones de equilibrio. La figura 3.2 y la
bla 3.2 ilustran cómo
el por ciento de composición de dichos componentes varía con el pH.
Efecto del pH en el po r ciento de co mpo s ición d e es pecies de
bió xido de carbono en agua.
Fig ura 3.2
59
Es evidente que las proporciones de las especies iónicas de
bióxido de carbono son alteradas significativamente po
mbios en pH. A
un pH < 6, CO2 es la especie dominante. A valores de pH entre 7 y 9,
HCO3 - predomina, mientras que CO3 2- comienza a aumentar su
concentración significativamente a valores de pH > 9.
Fuente: Datos tomados de Hutchinson (1957)
El sistema de alcalinidad tiene interacciones importantes con los
procesos de fotosíntesis y respiración. Dichas interacciones se ilustran en
la figura 3.3 donde aparecen combinadas la primera y segunda
disociaciones de ácido carbónico.
60
Efecto s de Pro ce s o s Metabó lic os e n la alc alinidad
Fig . 3.3
Fuente: Datos to mado s de Hutchins on 1957
Durante el proceso de fotosíntesis se consume CO2 desplazándose
el equilibrio descrito en la figura 3.3 hacia la derec a, causando a su vez
que el pH aumente. El aumento en pH se debe a que la baja en
concentración de CO2 libre ocasiona a su vez una disminución en la
concentración del ion hidronio (H+) y por ende un aumento en pH. Dicho
efecto lo podemos apreciar al analizar las reacciones
equilibrio que
describen la interacción de CO2 y H2O (Figura 3.1: ecuaciones 1 - 3). Si las
concentraciones de C02 libres disminuyen, entonces disminuyen también
las concentraciones de H+ como lo establece la ecuación #3 y la constante
de disociación K1. En adición, si el equilibrio descrito en la figura 3.2 se
desplaza hacia la derecha durante periodos intensos de fotosíntesis,
entonces la concentración de carbonato K2. sgún el CO2 es incorporado a
fotosíntesis, su concentración en agua puede ser restituida por difusión
61
molecular de CO2 atmosférico al agua o puede ser repuesto por el sistema
de alcalinidad a través de la disociación de bicarbona o (ecuación #1). En
aguas con alta productividad, el proceso fotosintético puede agotar los
niveles de CO2 libre, a tal punto que el crecimiento de plantas acuáticas se
ve limitado y el pH puede alcanzar valores mayores de 9 ó 10. Por otro
lado, los procesos de respiración aerobia y anaerobia eneran CO2, el cual,
dependiendo de su concentración, puede desplazar el eq ibrio descrito en
la ecuación #1 hacia la izquierda, causando que el pH disminuya.
La actividad fotosintética puede redundar en la precip tación de
carbonato de calcio (CaCO3), si la concentración de carbonato aumenta lo
suficiente como para exceder la constante de solubilidad de carbonato de
calcio (Ksp a 25°C = 10-8.35). Esa es una situación muy común en lagos
de alta productividad con una alta alcalinidad, donde
puede observar
una cubierta blanquizca sobre la superficie de estruct ras vegetales y
sobre el sedimento. Cuando la actividad del proceso de respiración excede
la actividad fotosintética (se produce CO2 por respiración aerobia y
anaerobia) disminuye la concentración de carbonato a t
punto que los
depósitos de carbonato de calcio se disuelven en el ag a. El CaCO3 puede
ser producido también por procesos abióticos en lagos que reciben
afluentes de manantiales con una alcalinidad alta, supersaturados con CO2.
Una vez el afluente entra al lago, el CO2 se libera a la atmósfera (ecuación
#1). El equilibrio se desplaza hacia la derecha, aumentando así la
concentración de carbonato, a tal punto que excede el Ks de CaCO3 y se
62
precipita. Dichos lagos se caracterizan por presentar
ulos blancos finos
suspendidos en la columna de agua, los cuales pueden causar turbidez en
el agua.
3.6.1 Orig en de carbo n ates y bicarbo natos en agua dulce:
Los carbonatos y bicarbonatos presentes
en cuerpos
naturales de agua dulce se originan generalmente del desgaste y
disolución de rocas en la cuenca que contienen carbona os tales
como la piedra caliza. A pesar de que la piedra caliza no es muy
soluble en agua pura, su disolución es promovida por l presencia
de C02 disuelto en el agua (C02 atmosférico o C02 generado en
sedimentos ricos en materia orgánica). El C02 reacciona con el agua
para generar pequeñas cantidades de ácido carbónico, el cual
disuelve entonces las rocas de carbonato en la cuenca, lo que a su
vez contribuye a la alcalinidad del agua (Figuras 3.4
Fig . 3.4
63
5).
Lagos ubicados en regiones donde abunda la roca caliza
presentan una alcalinidad alta, al igual que una capacidad
amortiguadora alta. En regiones donde el lecho rocoso
á
compuesto mayormente de granito y otras rocas ígneas pobres en
carbonatos, generalmente encontramos lagos y corrientes con una
alcalinidad baja y una pobre capacidad amortiguadora. Dichos
cuerpos de agua son a menudo más susceptibles al impacto de la
lluvia acida. Otras zonas donde encontramos lagos y co rientes con
baja alcalinidad son áreas que reciben una precipitación abundante.
En dichas áreas la mayoría de los carbonatos expuestos y
disponibles se han disuelto y han sido lavados a lo largo del tiempo.
64
3.6.2 Orig en de carbo n ates y bicarbo natos en agua de m r:
El CO2 atmosférico se difunde al agua de mar,
combinándose químicamente con el agua para producir el ion de
bicarbonato y un ion de hidronio, tal y como ocurre en agua
dulce (Figura 3.6). El bicarbonato se disocia para pro ucir
carbonato e hidronio. El carbonato se combina con calcio para
producir carbonato de calcio. Este último se puede precipitar
depositándose en el lecho marino, removiendo así CO2 del agua
de mar. Sí el pH del agua de mar baja significativamente, dichas
reacciones pueden revertir hacia la formación de CO2.
Fig . 3.6
Orig en de bicarbonato y c arbo nato en el ambie nte marino .
Fuente: Datos tomados de Hutchinson (1957).
El efecto del pH sobre el por ciento de composición de las
especies de carbono que integran el sistema de alcalinidad, es
básicamente el mismo para agua dulce y para agua salada. No
65
obstante, se observa una diferencia pequeña, aunque consistente,
entre el patrón de curvas para agua dulce y el de agua salada
(Figura 3.7). Observamos que el por ciento de composición de
bicarbonato o carbonato, a un pH dado, es mayor en el gua salada
que en agua dulce. El grado de disolución de un ion en una solución
donde hay iones comunes a éste es menor al que se obse va en
agua pura (efecto del ion común). En este caso, el gra
de
disolución de un ion que no es común (bicarbonato) a l s presentes
en la solución (agua de mar), es mayor al que se observa en agua
pura (efecto salino o efecto del ion no-común) (Petrucci, 1989). La
explicación para este fenómeno es que según aumenta la
concentración iónica total de una solución, las atracciones
interiónicas cobran mayor importancia, promoviendo éstas la
solubilidad de sales no comunes en la solución.
66
Fig . 3.7
Fuente : Petrucci 1989
La solubilidad de CO2 (gas) es afectada ligeramente por
cambios en salinidad y en pH. No obstante, dado que el CO2 puede
reaccionar con agua para formar bicarbonato y dado que el bicarbonato
es no-volátil y muy soluble en agua, la cantidad de material
potencialmente convertible a CO2 es afectada significativamente por
cambios en pH y en salinidad.
Mecanismo de amortiguación de pH del sistema de
alcalinidad: En los rangos de pH de cuerpos de agua na urales no
67
contaminados (agua dulce pH = 7.0; agua de mar pH = 8.1 ) el sistema
de alcalinidad actúa de la siguiente forma:
Ø
Si añadimos un ácido, este es neutralizado de acuerdo a las
siguientes reacciones:
H + (ácido) + CO3 2H+(ácido ) + HCO3 -
HCO3 H2 CO3
CO2
+
H2 O
Ejemplo: Si añadimos ácido sulfúrico al agua, este será
neutralizado de acuerdo a la siguiente reacción:
H2 S O4 + 2CaCO3
H2S O4 + Ca(HCO3)2
CaS O4 + Ca(HCO3 )2
CaS O4 + H2 CO3
H2 S O4 + Ca2 + + CO3 2-
CaS O4 + H2 O + CO2
CaS O-4 + H2 O + CO2
Sí añadimos base, esta será neutralizada de acuerdo a
las Siguientes reacciones:
OH- (bas e) + HCO3 -
CO3 2 - + H2 O
OH- (bas e) + H2 CO3
HCO32 - + H2 O
Ejemplo:
Si añadimos hidróxido de sodio (NaOH) al agua, éste
será neutralizado de acuerdo a la siguiente reacción:
68
2NaOH + H2 CO3
NaHCO3 + H2 O
NaOH + NaHCO3 -
NaCO3 + H2 O
2NaOH + H2 CO3
NaC03 + 2H2O
Es conveniente recordar que la capacidad amortiguadora del
sistema de alcalinidad tiene sus límites. Una vez la entrada de áci
o base
sobrepasa las concentraciones de bicarbonato, el siste a de alcalinidad no
puede absorber el exceso de ácido o base.
3.6.3 Aplicación:
En adición a servir como un indicador de la productividad de
cuerpos de agua naturales, el valor de alcalinidad es utilizado en la
interpretación y control del tratamiento de aguas clar s y aguas
usadas. Aguas usadas crudas de origen doméstico tienen una
alcalinidad menor de o ligeramente mayor que el suministro de agua
potable. El sobrenadante de digestores anaerobios que
ncionan
adecuadamente presentan valores de alcalinidad en el rango de
2000 a 4000 mg de carbonato de calcio (CaCO3 )/L.
Por otro lado, valores de alcalinidad en exceso sobre as
concentraciones de metales alcalino-térreos (Be, Mg. Ca, Sr. Ba y
Ra) son importantes para determinar si un abasto o fue
puede ser utilizado para irrigación de suelos.
69
e agua
3.6.4 Co ncepto s teó rico s de la meto do log ía utilizada para medir
alcalinidad:
La alcalinidad se expresa como alcalinidad de
fenoftaleína o alcalinidad total. Ambas formas se dete minan
por titulación con ácido sulfúrico. Un cambio de color por un
indicador da el punto final. También se puede detectar con un
metro de pH. La titulación se hace en dos fases: alcalin idad
d e fe noftale ína (titulamos la muestra hasta un pH de 8.3) y
a lcalinidad total (titulamos la muestra hasta un pH de 4.5
utilizando anaranjado de metilo, bromocresol verde o una
mezcla de bromocresol verde y rojo metilo como indicador)
(Figura 3.8).
Titulación de agua para determinar alcalinidad de feno lftaleína y
alcalinidad total.
Fig . 3.8
Fuente: Petrucci 1989
70
Según añadimos ácido, se produce una caída gradual
en el pH hasta llegar a 8.5. A partir de ese punto se bserva una
caída rápida en el pH con una inflexión pobremente definida
alrededor del punto de equivalencia de 8.3. En este punto la mayor
parte del CO3 2- se ha convertido a HCO3 - y el color de la fenolftaleína
cambia de rosado a incoloro. Con la adición de más ácido se
produce una disminución gradual del pH, hasta que lleg
a otro
punto de inflexión alrededor del pH 4.5. Este punto corresponde a la
conversión de la mayor parte del HCO3- a H2CO3 y CO2 - Aquí el
color del indicador anaranjado de metilo cambia de ama o a rosa
salmón. Los resultados obtenidos de las determinaciones de
alcalinidad de fenolftaleína y alcalinidad total prove n un método
para la clasificación estequiométrica de las tres principales formas
de alcalinidad presentes en aguas superficiales (bicarbonato,
carbonato e hidróxido), asumiendo la ausencia de ácidos débiles
inorgánicos u orgánicos (Ej.: silicio, fosfórico y bórico). Dicha
clasificación también presupone la incompatibilidad
entre la
alcalinidad de hidróxidos y la alcalinidad de bicarbon
Dado que los cálculos están basados en una relación
estequiométrica, los resultados de alcalinidad no representan
concentraciones reales de iones, particularmente cuando el pH es
mayor de 10 (pH > 10). El esquema de clasificación establece que:
71
1. La alcalinidad de carbonato (CO32) está presente cuando
la alcalinidad de fenolftaleina no es cero, pero es menor que la
alcalinidad total [T > P 0].
2. La
alcalinidad
de
hidróxidos
(OH)
está
presente
si
la
alcalinidad de fenolftaleina es mayor que la mitad de la
alcalinidad total [P > 1/2 T].
3. La alcalinidad de bicarbonato (HCO3)
alcalinidad de
fenolftaleina es
menor
esta presente si la
de
la mitad de la
alcalinidad total [P < 1/2 T].
Estas relaciones pueden ser calculadas utilizando el siguiente
esquema:
Dado que:
P = alcalinidad de fenolftaleina T = alcalinidad total
1.
Seleccione el valor más pequeño entre (P) y (T - P). Entonces
la alcalinidad de carbonato (CO32-) será igual a dos veces el
valor más pequeño.
2.
Cuando el valor más pequeño es P, el balance (T - 2P) es
bicarbonato.
3
Cuando el valor más pequeño es (T - P), el balance (2P - T)
es hidróxido.
72
Todos los resultados se expresan como CaCO3 (mg/L). La conversión
matemática de los resultados se ilustra en la Tabla 3.4
Re lac ione s de alc alinidad.
Tabla 3.4
RESULTADOS ALCALINIDAD
ALCALINIDAD CONCENTRACIÓN
DELA
DE HIDROXIDO DE CARBONATO
DE
TITULACIÓN
(CaC03)
(CaC03)
BICARBONATO
(Ca C0 3)
P=0
0
T
P < 1/2T
Ü
2P
T-2 P
P = 1/2 T
0
2P
0
P > 1/2T
2P- T
2(T- P)
0
p, |
T
0
0
Fue nte : Tomado del APHA (1992)
Los cálculos descritos en la Tabla 3.2 están basados en las
siguientes premisas:
Ø
La fenolftaleína presenta un color rosado sólo si OHy/o CO32- están presentes.
Ø
El rojo-anaranjado presenta un color amarillo sólo si
HCO3- está presente.
Ø
Durante la titulación con el ácido, cualquier C032presente se convierte primero a HCO3 .
Ø
La alcalinidad de fenolftaleína mide todo el hidróxido
presente y la mitad (1/2) de la alcalinidad producida por
carbonato (CO3 2-).
73
Ø
La alcalinidad de rojo-metilo mide la alcalinidad de
bicarbonato inicial y la mitad del carbonato, de estar
éste presente.
74
CAPITULO IV
4.-
TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
1. Fuentes de abastecimiento.
2. Captación
3. Medida de gasto.
4. Desarenado.
5. Predecantador previa coagulación.
6. Aireación.
7. Coagulación y floculación.
8. Sedimentación.
9. Filtros de arena (lenta, rápida y a presión).
10. Ablandamiento.
11. Estabilización del agua.
12. Desinfección del agua - Cloración - lodación.
13. Control de olor y sabor.
14. Fluoración.
15. Remoción de Hierro y Manganeso
4.1
FUENTES DE ABASTECIMIENTO
Entre las fuentes más importantes podemos citar: los r os, lagos,
aguas subterráneas, aguas de mar, etc.
75
4.1.1 RÍOS :
Para determinar el gasto de agua de un curso superficial se
afora en las diferentes épocas estacionales con el fin de
conocer la variación del caudal se debe considerar las cifras
estadísticas en 20 ó más años.
4.1.2 LAGOS :
Se debe de considerar las pérdidas por evaporación y
filtración y calcular su volumen aproximado medio anual las
pérdidas por evaporación y filtración es de 12 a 15 %
volumen promedio anual.
4.1.3 AGUAS S UBTERRÁNEAS :
El volumen de aguas subterráneas no debe sobrepasar la
cantidad que ingrese, se puede agotar, se debe tener cuidado
del nivel estático. El promedio de valores del nivel estático nos
puede permitir fijar una extracción máxima.
4.2
CAPTACION:
La captación de agua de una fuente puede de hacerse
aprovechando la diferencia de nivel del terreno ( cota ) o por
impulsión ( bombas).
76
Fig . 4.1
Cota
Al ser el agua uno de los compuestos con mayor importancia
para el ser humano, éste se ve obligado a quitarle a la madre
naturaleza, una vez más, uno de sus frutos más valioso
el líquido
vida. La captación es el punto inicial del sistema de abastecimiento,
entendiendo por sistema de abastecimiento el conjunto de
elementos y procesos técnicos que garantiza que el agua llegue
desde el lugar de captación al punto de consumo en con ciones
correctas tanto en calidad como en cantidad. El origen del agua que
suministramos a la población puede ser variado:
Ø Aguas de precipitación, lluvia o nieve.
Ø Aguas superficiales, ríos, lagos, embalses.
Ø Aguas subterráneas, pozos y manantiales.
Por tanto, el hombre se sirve del agua existente en la
naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evide
determinadas características químicas, físicas y bioló
ue debido a
del agua,
ésta no puede ser utilizada de forma directa, y es por eso que dicha
agua requerirá de una serie de correcciones y tratamientos que
eliminen aquellas partículas o sustancias perjudiciales para el
hombre.
77
Dentro de las operaciones en la captación tiene que se
r
todos los sólidos mayores, donde se encontrará : bolsa plásticas,
troncos,
muchos
sólidos,
mucha
contaminación, compuestos
orgánicos y productos químicos industriales, razón por la cual se tiene
que procesar para obtener agua potable consumible.
4.3
MEDIDA DE GAS TO
Es medir cuánta agua se va a sacar de este recurso.
Para los cálculos aproximados se utilizará la siguiente ecuación:
Q = FxS xV
Donde :
Q
= Gasto : m/seg
S
= Sección : m2
V
= Velocidad del agua : m/seg.
F
= Factor
F = 0.85 Canales de paredes limpias.
F = 0.80 Canales de paredes rugosas.
F = 0.75 Canales de paredes de tierra.
Estas fórmulas se cumplen para canales de 50 m como mí
una caída o pendiente
78
o y con
4.3.1
DIAGRAMA DE MEDIDA DE GASTO
Fig . ? 4.2
4.3.2 TABLA DE VALORES PARA MEDIDA DE GASTO:
Tabla ? 4.1
H : (cm) Q: Lts/ Seg H : (cm) Q: Lts/ Seg
4
0.4
20
24.0
5
0.8
21
27.0
6
1.2
22
32.0
7
1.8
23
34.0
8
2.5
24
38.0
g
3.3
25
42.0
10
4.3
26
47.0
11
5.6
27
52.0
12
6.9
28
56.0
13
8.5
29
64.0
14
11.0
30
67.0
15
12.0
31
75.0
16
14.0
32
78.0
17
16.0
33
83.0
18
19.0
34
91.0
19
21.0
35
95.0
79
H : (cm)
Q: Lts/ Seg
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
106.0
113.0
121.0
128.0
135.0
140.0
156.0
162.0
171.0
184.0
194.0
206.0
216.0
228.0
239.0
4.4
AIREACIÓN:
Se mejora las características físicas y químicas del agua
mediante el intercambio de gases y otras sustancias vo átiles en el
aire.
La aireación puede s er natural o artificial:
4.4.1 Aireación Natural:
Puede es la que se efectúa por contacto del aire con e
agua en los ríos, lagos, etc.
4.4.2 Aireació n Artificial:
Se puede hacer aireaciones gravitacionales de caída
de agua mediante cascadas o con aireadores con inyección
de aire por el fondo del tanque, en forma de burbujas. La
cantidad de aire que se requiere en este último es de 1 m3 de
aire por 1 m3 de agua tratada, los tanque no deben ser
mayor3.60 m de altura y el tiempo de retención 20 minutos.
4.4.3 TIPOS DE AIREADORES
80
4.5
PROCESO DE ABLANDAMIENTO:
Cuando el agua contiene una cantidad significante de calcio y
magnesio, es llamada agua dura. El agua dura es conocida por
taponar las tuberías y complicar la disolución de detergentes en
agua.El ablandamiento del agua es una técnica que sirve para
eliminar los iones que hacen a un agua ser dura, en la mayoría de
los casos iones de calcio y magnesio. En algunos casos iones de
hierro también causan dureza del agua. Iones de hierro pueden
también ser eliminados durante el proceso de ablandamiento. El
mejor camino para ablandar un agua es usar una unidad de
ablandamiento de aguas y conectarla directamente con el suministro
de agua.
Los ablandadores de agua son específicos intercambiadores
de iones que son diseñados para eliminar iones, los cuales están
cargados positivamente. Los ablandadores mayormente el
nan los
iones de calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2) Calcio y magnesio son a
menudo referido como minerales duros.
4.5.1 ABLANDAMIENTO CAL S OS A EN CALIENTE:
La pequeña solubilidad de CaCO3 y Mg(OH)2
y la
formación de CO3= básicos complejos limitan la reducción de
drenaje logrado por el proceso de ablandamiento en frío.
81
La solubilidad de estos minerales decrecen según
aumenta la temperatura y además el proceso reactivo se
identifica al mismo tiempo y de un modo rápido. Por ot
parte
disminuye la viscosidad del agua reduciéndose grandeme e
a la temperatura de 150 a 200 °F , lo cual favorece una rápida
sedimentación de los precipitados. Estas son las prin ipales
razones para el empleo del ablandador en caliente. El
proceso ablandador convencional en proceso cal-sosa en
caliente al operar con vapor es cargado a una presión de 5
lb/ft2 y a unas temperatura de 150 °F, suele dar unas dureza
total en el efluente de salida a 1 ppm.
4.5..2
VENTAJAS :
Las ventajas po s itivas s on :
a).-
Economizan muchos productos químicos.
b).-
La temperatura a la que trabajan producen la
descomposición de los HCO3= ahorrándose cal y
también se usa menos CO3 Na2 y esto implica una
alcalinidad más baja que junto con una dureza inferior
se vuele a traducir en una menor purga en las calderas.
La temperatura óptima queda limitado a unos 150 °F pero en
algunos casos para evitar el enfriamiento con tanques
cerrados se trabaja a 200 – 230 °F, últimamente se está
trabajando de una temperatura de 255 a 274 °F.
82
Un punto que no se debe olvidar en este proceso de
ablandamiento en caliente es la acción disolvente de las
aguas alcalinas calientes sobre las arenas por las que se
debe usar filtros con antracita pero nunca las silíceas (arena).
Hay varios tipos de instalaciones pero se difieren
unos de los otros en los métodos adoptados para lograr lo
siguiente:
1.-
La preparación de los reactivos .
2.-
La proporción entre los reactivos y el agua
3.-
La mezcla entere los reactivos y el agua.
4.-
La sedimentación y filtración de los precipitados.
4.5.3 PRINCIPALES REACCIONES QUE SE PRODUCEN :
En una instalación debe efectuarse convenientemente
y de ser posible en forma automática la proporción de os
reactivos
de
tal
manera
que
las
concentraciones
permanezcan invariables . En una instalación la mezcla debe
ser rápida y completa, la capacidad del tanque debe pe
ir
una amplia capacidad de permanencia de por lo menos 2
horas, a fin de que los reactivos
terminen por completo.
83
de ablandamiento se
El proceso de ablandamiento con cal – soda (Ca(OH)2
– Na2CO3 ) precipita la dureza del agua. En este proceso se
llevan a cabo las siguientes reacciones, las cuales se deben
de tener en consideración para estimar las cantidades
cal y
soda necesarias para el ablandamiento.
1. CO2 + Ca(OH) 2 ? CaCO3 + H2O
2. Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 ? 2CaCO 3 + 2H2O
3. Mg (HCO3)2 + Ca (OH) 2 ? CaCO 3 + MgCO3 + 2H2O
4. MgCO3 + Ca(OH) 2 ? Mg(OH) 2 + CaCO3
5. 2NaHCO3 + Ca(OH) 2 ? CaCO 3 + Na2CO3 + 2H2O
6. MgSO4 + Ca(OH) 2 ? Mg (OH) 2 + CaSO4
7. CaSO4 + Na2CO3 ? CaCO3 + Na2SO4
4.6
Méto do de intercambio iónico
Este método es una aplicación de un antiguo proceso que
desde hace años se ha usado para suavizar el agua domé
El
sistema funciona mediante el intercambio de iones de u a solución
con los iones de carga similar de una resina. Cuando se utiliza el
intercambio iónico para recuperar plata el complejo de tiosulfato de
plata, de carga negativa, que se encuentra en el agua
lavado o
en una mezcla de aguas de lavado residuales, se intercambia con el
anión de la resina. A esto se le llama paso de agotamiento, y se
realiza haciendo fluir la solución a través de una col
contiene la resina.
84
na que
Se utilizan tres sistemas comunes de intercambio iónico : el
intercambio iónico convencional, la precipitación in situ y el circuito
electrolítico de intercambio iónico (combinación de los dos primeros
métodos).
4.6.1 Intercambio iónico co nvencional
La unidad de intercambio iónico colecta la plata del
blanqueador-fijador. Después se relava con tiosulfato de
amonio [(NH4)2S2O3)] y, luego se desplata electrolíticamente.
El efluente que sale de la unidad de desplatado se usa
entonces para la siguiente etapa de relavado.
4.6.2 Intercambio iónico co n precipitación in s itu
Se utiliza ácido sulfúrico diluido para que la plata se
precipite en los trozos de resina como sulfuro de plata, en vez
de extraerla con un regenerador.
La resina puede usarse en muchos ciclos sin que
pierda su capacidad de recuperar plata. Cuando finalme te la
pierde (al cabo de seis meses a un año), o cuando la p
s
insuficiente para que la recuperación sea costeable, la resina
se envía a un refinador de plata, que la incinera para extraer
el metal.
85
4.7
TRATAMIENTO COMBINADO DE CAL CON ABLANDADOR DE
AGUA POR INTERCAMBIO DE BASE.
Una excelente combinación para el tratamiento de aguas para
calderas es el empleo de cal en el proceso de eliminación de dureza
temporal seguida de un tratamiento de intercambio de b se.
Este proceso combinado elimina la desventaja de una alta
alcalinidad del contenido de CO2 en el líquido caliente, debido a la
conversión de los bicarbonatos y por otra parte este tratamiento con
cal reduce el total de sólidos en el líquido, en la proporción de cal
eliminada.
Una desventaja es que las reacciones caliza son muy le
s,
se aconseja un filtro de arena intermedio y agregar para la
precipitación retardada el metafosfato sódico para estabilizar el agua
tratada con cal, a fin de que el carbonato cálcico no se separe de la
solución hasta que lleguen a las calderas.
Se recomienda en este caso cuando se usa cal zeolitas
orgánicos pues estas resisten reacciones y cuando el
se trata con metafosfato sódico se puede eliminar con
bonato que
n lavado
ácido.
Por ejemplo si queremos tratar 50 galones / min. con 200 ppm
de bicarbonato (HCO3) :
50 galones / minuto
200 ppm de bicarbonato HCO3
86
Peso equivalente de cal
: 37.1
Peso equivalente de bicarbonato : 61
200 / 61 ppm = 3.27 ppm.
3.27 x 37.1
=
121 al 9º % de cal.
Al 100 %
=
134 ppm.
120 ppm
134 ppm
1 lb
1000 galones
1.11 lbs. por cada 1000 galones
50 galones / minuto x 60 min. / h = 3000 galones / hora
3000 x 2 (2 horas por ser muy lenta la reacción de cal) = 6000
galones.
1.11 x 3000 / 1000 = 3.33 lb de cal / hora
1000 ppm /175 = 5.84 gramos / galón
50 x 1440
= 72200 galones
72200 galones x 5.84 gr / galón
=
421.648 gr . min.
421.648 / 3000 = 14 pie3 de resina
4.8
S is tema electro lítico e intercambio iónico co mbinado s
Este método usa un sistema electrolítico para la recuperación
primaria, y un sistema de intercambio iónico con preci
para desplatar aún más el efluente.
87
n in situ
INTERCAMBIO IONICO:
Existen 4 tipos de resinas más comunes, sus reacciones típicas son
las siguientes: Reacciones de Intercambio Catiónico de Acido
fuerte
4.9
con Anodo de H2 SO4 :
a).- R2S O3 H + NaOH
R2 S O3 Na + H2 O
b).- R2 S O3 H + NaCl
R2 S O3 Na + HCl
c).-
(R2 S O)2 Ca + 2NaCl
2R2 S O3 H + CaCl2
Ablandamiento con s oda caus tica en lug ar de cal:
En lugar de cal puede utilizarse también soda cáustica n el
sistema de ablandamiento:
(HCO3)2Ca + 2 NaOH
CaCO3 + Na2CO3 + H2 O
El caso más apropiado para el uso del NaOH como agente
ablandador en lugar
de cal es aquel en la que el agua natural
presenta a temperatura mayor que la permanente cuando
ocurre la soda añadida se convierte en Na2CO3
o
para reaccionar
con los carbonatos.
4.10
TRATAMIENTO CON ALUMINATO S ODICO:
En el método cal- soda para mejorar el tratamiento y
eliminar el magnesio residual se emplea el aluminato sódico. Este
producto con las sales de magnesio forman el aluminato de
magnesio con un precipitado floculento (reacciona con
88
floculante)
que tiene un poder floculante único. También se elimina la sílice en
forma de aluminio silicato insoluble de Ca ó Mg.
Tabla N° 4.2
DUREZA
CLORUROS
S ULFATOS
BICARBONATOS
0 - 3 h o ras
0 - 3 ho ras
0 - 3 ho ras
1.9 2 a 0.14 ppm
1.96 a 0 .09 ppm
1.9 a 0.1 ppm
Mg
(Mag ne s io )
Fuente: Elabo ración propia
Se usa 0.5 ppm de aluminato sódico:
Composición de Na (3) hasta Na (1)
Na 3 AlO3 .NaHAlO3 .NaH2 AlO3
En la industria y solo para uso industrial y no para alimentación
ó bebidas se usa el método de cal – Bario para ello se utiliza CO3 Ba
ó hidrácido de Bario, en este proceso se agrega cal al agua,
después de haber pasado por un lecho de carbonato de Bario. Esta
sal es poco soluble pero es lo bastante insoluble para causar la
precipitación de todos los sulfatos presentes; produciendo sulfato de
Bario, una sustancia que es más insoluble que todos los demás
conocidos:
SO4 Ca + CO3Ba
SO4Ba + CO3Ca
SO4 Na + CO3Ba
SO4Ba + CO3Na
89
Fig . 4.5
Fue nte : http://www.dwc -water.co m/e s /te c nologias /s c ale -rus t-c orros ion-re mo val/inde x.html
ABLANDADOR DE AGUA
4.11 Es tabilizac ió n de l ag ua.
El índice de estabilización es igual a dos veces el pH d – pH
agua. Si el agua tiene un valor de índice de estabilidad menor de 6
forma una capa protectora de CO3 Ca en cambio si es mayor de 7
tiene propiedades corrosivas .
90
4.11.1 CUAL ES EL S IGNIFICADO DEL pH EN EL AGUA:
La acidez se refiere a la presencia del H+, el H2O se
disocia débilmente en en H+ y OH- existiendo una relación
constante entre ellas, la cual es función de la temperatura. Así
por ejemplo a la temperatura de 25 °C el producto de la
concentración molar del H+ por la concentración molar de OHes de 10-14.
( H+ + OH- )
=
K
=
10-14 gramos mol / litro a 25 °C.
En la relación con la acidez se ha definido el término
pH al logaritmo del recíproco de la concentración del
+
expresado en ion gramo/litro:
4.11.2
pH = log 1/H+
=
- log H+
log H+ + log OH-
=
- 14
log H+ - log OH-
=
14
p H+
=
14
+
pOH-
INDICE DE S ATURACION:
También es bueno recordar que el pH es una función
logarítmica y que un agua de pH 6.5 y 4 es 10, 100 y 1000
veces más ácida que un agua de pH igual a 7.
El índice de saturación se define como la diferencia
entre el pH del agua y el pH correspondiente a la
91
saturación con carbonato de Ca se llega a las siguientes
conclusiones : cuando es positivo, el agua es incrusta e
(precipitación de una película de CaCO3 ; cuando es
negativo el agua es corrosivo.
4.11.3
INDICE DE ES TABILIDAD
Es igual a : dos veces el pH ind. -
ph agua. Si el agua
tiene un valor de índice de estabilidad menor de 6 for
na
capa protectora de CaCO3 , en cambio si es mayor de 7 tiene
propiedades corrosivas. También es bueno recordar que el pH
es una función logarítmica y que un agua de pH 6, 5 y4 es 10,
100 y 1000 más ácido que un agua de pH igual a
4.12
DES INFECCION DEL AGUA
4.12.1 CLORACION
Se entiende por desinfección del agua aquel método que
permite la destrucción de los agentes capaces de producir
infección mediante la aplicación directa de medios físicos o
químicos aunque existen métodos microbianos (esporas)
que no
son
afectados
por
métodos
corrientes
de
desinfección. Desde hace muchos años hasta la actualidad
prácticamente solo la cloración es el método que se ut za
para la desinfección del agua. Tras largos años de est
92
o
se ha concluido que el cloro y sus compuestos son activos
desinfectantes para la destrucción de la flora bacteriana y en
especial la de origen entérico (diarreas).
4.12.2 PRINCIPALES RAZONES PARA S U US O:
4.12.3
1.-
Fácil aplicación.
2.-
Bajo costo.
3.-
Efecto inocuo en el hombre.
4. -
Facilidad para mantener el cloro residual.
5.-
Una efectiva acción.
VENTAJAS :
1.-
Se pueden aplicar en las diferentes atapas del
proceso de purificación.
2.-
La
coagulación
se
hace
más
efectiva
especialmente enagua con color café.
3.-
Retarda
la
descomposición
de
los
lodos
acumulados en los estanques de sedimentación
y reduce la producción de olor y sabor.
4.-
La pre cloración controla el crecimiento de las
algas y reduce la coagulación microbiana en los
filtros de arena.
93
4.12.4 EL CLORO
El gas es 2.5 veces más pesado que el aire a T y
Presión normales, cuando se escapa tiende a estacionarse
en lugares bajos.
El cloro se vende en botellas y en cilindros, estos
cilindros cuando se cargan no se llenan completamente
cloro líquido, sino que se deja un volumen para el cloro
gaseoso de tal manera que los respectivos volúmenes en un
momento dado están regulados por la temperatura del medio
ambiente sin originar presión excesiva.
Los cilindros nunca deben calentarse por medio
eléctricos, llama, que sobrepasen los 52 °C. La aplica
n de
cloro se hace a través de dosificadores.
Es posible aplicar soluciones de hipoclorito, en ambos
casos las cantidades son pequeñas ya que un cloro resi ual
mínimo de 0.05 ppm es suficiente para asignar la calid d en
cierto tipo de agua. El cloro es irritante para la mucosa,
garganta, nariz y pulmones y en suficiente concentración
puede causar accidentes y la muerte
.
94
Tabla N° : 4.3
EFECTOS QUE OCAS IONA EL GAS CLORO EN EL HOMBRE :
ppm DE CLORO EN EL AIRE
Apenas percibido
3.5
Irritación en la garganta
15.1
Tos
30.2
Peligroso
por
30’
de
40 – 60
exposición
Fatal a corta exposición
1000 ( 0.1 % )
Fuente: Elabo ración propia
A Temperatura normal el gas seco no reacciona con el
Pb, Fe Cu, pero la humedad lo hace altamente corrosivo.
Una de las principales desventajas de la cloración es
que el cloro es venenoso y puede llagar a ser peligroso a las
operaciones. De ello el peligro es muy ligero ya que todos
los fabricantes de aparatos de cloración prestan especial
atención a este peligro y proporcionan defensas especiales,
la misma caceta de cloración suele estar colocados a c erta
distancia de los edificios centrales.
En todo caso la sensación de ahogo que produce el
gas cloro hará enseguida aviso e cualquier peligro que
pueda existir, no se debe permitir que el cloro se humedezca
porque aumenta su corrosividad.
95
4.12.5
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACCION DEL
CLORO:
La acción bactericida del Cl depende una serie
de variables que tiene gran importancia en el
rendimiento:
a.-
Naturaleza de los organismos que ha de destruir.
b.-
Grado
de
concentración
de
estos
microorganismos.
c.-
Tiempo de contacto entre el desinfectante y los
microorganismos.
d.-
Concentración y composición de los agentes
químicos liberados en el agua.
e.-
Temperatura del agua.
f.-
Concentración y composición de las impurezas
presentes en el agua. (Ej.: algas).
4.12.6
g .-
pH del agua.
h.-
Tipo de agua a tratar.
QUIMICA Y DINAMICA DE LA CLORACION:
Cl2 + H2 O
HClO + HCl
96
HClO : Acido débil, se desioniza y se descompone en : cloro
activo
que destruye las bacterias. Cuando el gas cloro se
disuelve en el agua para lograr una solución acuosa tal como
la que se aplica al agua para desinfectarla.
HCLO.El ácido es débil y se descompone en H+ y ClO- . Estas
ecuaciones son reversibles y dependen el pH del agua
predominando el ácido hipocloroso de bajo pH.Los agent s
desinfectantes son el HClO y el y el ion ClO- siendo mucho
más activo el HClO.
Las proporciones relativas del HClO y el ion CLO- son
funciones del pH. Cuando no se echa cloro en forma de
s
sino como sólido (sal).
Ca(ClO4)
= Ca ++ + 2ClO-
CLO- + H+ = HClO
Se ha definido como cloro combinado disponible al
cloro que existe en el agua en combinación química con el
amoníaco o compuestos orgánicos nitrogenados.
Sólo se ha estudiado la capacidad de desinfectante del
cloro (cloro aminas), el cual tiene una capacidad oxid nte
menor que el cloro libre.
97
Las cloraminas pueden ser: monocloraminas (NH2Cl),
dicloraminas (NHCl2) y tricloraminas (NHCl3). La cantidad y
tipo
depende
del
pH.
Sobre
pH
8.5
solo
existe
monocloraminas, entre 4.4 y 5 sólo dicloraminas y deba
de
4.4 apenas tricloraminas.
4.12.7
DEMANDA DE CLORO:
Es la diferencia entre la cantidad de Cl agregado y la
cantidad de cloro residual (libre y combinado disponible)
después de un período determinado.
Por cloración libre residual se entiende la aplicación
l
cloro al agua para producir directamente o a través de la
distribución del amoníaco en cloro libre y residual y que se
puede mantener en el sistema de distribución.
La cantidad práctica de cloro requerido para lograr
destruir el amoníaco libre en el agua es de 10 a 25 veces más
cloro que la cantidad del amoníaco en el agua debido a la
presencia de materia libre orgánica, de tal manera que la
dosis de cloro son ordinariamente de 2 a 5 ppm y algunas
veces de 20 a 30 ppm y para algunas aguas negras de 50 a
200 ppm. La demanda de cloro de un agua depende de
muchas variables pero se puede pensar en términos
generales en las clases de aguas siguientes:
98
4.12.8
DEMANDA DE CLORO EN LAS AGUAS NEGRAS :
Ø Agua negra cruda para controlar olor
10.0 ppm.
Ø Agua negra sedimentada
8.00 ppm
Ø Efluente de estanque séptico
5 a 7 ppm
Ø Efluentes de tratamiento en el proceso
de barros activados
4.12.9
3.00 ppm
DOS IS DE CLORO LIBRE PARA MATAR EL E. COLI y E.
TYPHOS A EN FUNCION DE pH y TEMPERATURA:
Tabla N° 4.4
Org anis mo
pH
Dos is de
Cl2
T° C
Ø min para
Matar 100
%
libre ppm
E. Coli
7
0.05
20 - 25
1
E. Coli
7
0.04
2-5
3
E. Coli
8.5
0.07
20 - 25
10
E. Coli
8.5
0.07
2-5
20
E. Coli
9.8
0.15
20 - 25
10
E. Coli
9.8
0.72
2-5
10-20
E. Typhosa
7.0
0.06
20 - 25
10
E. Typhosa
7.0
0.08
2-5
10
E. Typhosa
9.8
0.16
20 - 25
10
E. Typhosa
9.8
0.4-0.74
2-5
10
99
4.12.10 CANTIDAD DE CLORO LIBRE Y CLORAMINA PARA
DES TRUIR EN 15 MINUTOS 100 % DE EBERTHELLA
TYPHOS A EN UN CULTIVO:
Tabla N° 4.5
pH
ppm de Clo ro libre
Ppm de c loramina libre
6.5
0.04
1.5
8.5
0.06
1.8
10.5
0.40
1.8
4.12.11 DOS IS DE CLORO LIBRE:
La cantidad de Cl2 que se aplican al H2O son
superiores a la dosis de desinfectantes propiamente dicho
debido a la demanda de Cl2 y cloro residual. Es buena
práctica mantener Cl2 residual libre de 0.2 a 0.3 ppm
después de 10 minutos de contacto.
4.12.12
CONTROL DE LA CLORACION:
El método más usado para determinar la cantidad de cloro
residual emplea como indicador la ortotolidina que es
compuesto difenil – diamino – dimetilo, de fórmula : [
NH2 CH3C6H3 ]2 con agregado de arsenito de sodio AsNa
inmediatamente dentro de los 5 segundos, después de
agregado la ortotolidina que reacciona con el Cl2 que
origina un color amarillo verdoso cuya intensidad depe de
de su concentración y la cantidad de Cl2 presente. Existen
100
discos o soluciones normales indicadores de la cantida de
Cl2
4.13
IODACION:
La aplicación del Iodo en el agua se inicia en el año de 1963
en
Florida EE.UU. El proceso consiste en
el lavado en
contracorriente de una capa de cristales de Iodo colocado en un
dosificador, tendiente a obtener una solución madre co
ntrada
que se diluye en el consumo de agua que se a los servicios.
El tiempo de contacto en el dosificador es de 3.8 a 4.0
minutos, con una concentración de185 mg/lt. La temperatura del
agua varía entre 12 a 18 °C.
En un experimento realizado, la concentración media del iodo
logrado en el agua tratada fue de 0.48 mg/lt, con una
gua
conteniendo 1 colibacilo por 10 cc.
4.13.1 S OLUCIONES ACUOS AS DE IODO:
Se usa una mezcla de 5 % de I puro, 10 % IK y 85 % de
H2 O, para la desinfección basta agregar 2 gotas por litr de
H2 O se mezclan por agitación y se dejan en reposo durante
20 minutos
101
4.14
CONTROL DE OLOR Y S ABOR.
Las causas de olor, color y sabor en el agua se agrupan en dos
grandes tipos:
Naturales y originados por el hombre.
En el primer tipo se incluyen algas, ajos, vegetación
descomposición, lino orgánicos, minerales en descompos ción y las
generadas por el hombre, las aguas negras y las aguas residuales .
4.14.1
METODOS PARA ELIMINAR EL OLOR:
Hay dos métodos para eliminar el olor:
1).-
Méto do Preventivo :
Las algas son la causa más frecuente é
importante para la producción del olor y sabor
desagradables,
requisito
indispensable
para
el
desarrollo de las algas es la luz solar.
Se usa como medida preventiva el SO4 Cu
pudiéndose usar dosis de hasta 12 ppm por lo que
tendríamos 3 ppm. pe Cu en el H2O que estarían entre
los estándares, luego se puede usar el Cl2 que
destruye muchos micro organismos que no han sido
102
eliminados por el SO4Cu, también el carbón activado
que se basa en el oscurecimiento de las aguas y que
esto hace imposible la vida de las algas.
2).-
Méto do Co rrectivo :
Co agulación:
Se utiliza la aireación, coagulación, carbón
activado, Cl2 en combinación con NH3 , ozono, dióxido
de cloro.
3)
Aireación:
Siempre se debe inyectar aire para mejorar el
sabor y el color originado por la falta de O2 y presencia
de gases indeseadas.
6.4.2
Ayudan a la eliminació n de co lo r, s abo r del H2 O.
1.-
Carbó n Activado :
Es una de las sustancias más empleadas
para el control de olor, color y sabor en el
tratamiento de agua.
Para
efectos
de
adsorción
elimina
las
impurezas de olor, color y sabor en el agua hasta
que alcance el equilibrio.
103
2..-
Clo ració n:
El cloro libre por su poder oxidante, oxida
muchos compuestos y produce olor y sabor.
4.14.3
EFECTOS DEL Cl2
EN
EL
AGUA
S OBRE
DIFERENTES ORGANISMOS Y S ABORES QUE ES TOS
ORIGINAN:
Tabla N° 4.7
Organis mo
Po r c c .
Dos is de
Cloro
Org anis mos
Sabor
H2O
Cl2 ppm
res id. l: pm
dis tribuc ión
e liminado
Symura
1 – 25
0.3
0.2 – 0.1
Si
SI
Symura
50 – 10
0.5 – 0.7
0.2
Si
SI
Symura
200
0.7 – 0.9
0.3
Si
SI
Uroglena
2000
0.5
0.1
Si
SI
Dynobryan
500
0.5
0.1
Si
SI
Uroglena
6000
0.5
0.1
Si
SI
Asteriorela
1350
0.7
0.2
Si (50 %)
No
Alfanizomenan
1500
0.7 - 0.8
0.2
Si (50 %)
No
4.14.4
S us tancias que tienen clo ro libre en po rcentajes :
Hipoclorito de sodio tiene : 15 % de cloro libre.
Hipoclorito de calcio tiene: 70 % de cloro libre. (4 – 2 gotas
/litro de agua)
104
Cal clorada tiene : 35 % de cloro libre. (4 – 2 gotas /litro de
agua). El cloro se agrega en fase líquida y gaseosa.
4.14.5
HIPOCLORITO DE S ODIO:
Es un producto para blanquear la ropa, se vende en el
mercado en forma líquida, suele contener de 3 a 5 % de
cloro libre. Si se quiere utilizar se tiene que diluir al 1 % , se
toma 250 cc. y se agregan 750 cc de agua, se tendrá un
solución al 1 %, esta solución se agrega de 2 a 4 gotas por
litro, se agita y se deja reposar por 20 minutos. Hay
soluciones que tienen de hasta 15 % de cloro libre par
usos especiales.
4.14.6
HIPOCLORITO DE CALCIO :
Compuesto blanco que generalmente se encuentra en
estado de polvo con 70 % de cloro libre, a 1 litro de agua se
agrega 15 gramos de hipoclorito de calcio y se obtiene una
solución de una concentración aproximada de 1 %.
4.14.7.
CAL CLORADA:
Es un, polvo blanco, que puede tener hasta 35 % de
cloro libre. El oxicloruro de calcio es el constituyente
principal del cloruro de cal o cal clorada cuyo compuesto
reacciona con el agua originando cloro libre.
105
En 1 litro de agua se agrega 35 gramos de cal
clorada obteniendo una titulación de 1 % aproximado.
Tanto en el hipoclorito como en la cal clorada se
debe agregar de 3 a 4 gotas por litro de agua.
4.14.8
DETERMINACION DEL CLORO ACTIVO EN
S OLUCION DE HIPOCLORITO DE S ODIO:
REACTIVOS :
Yoduro de potasio: …………………..
2 grs.
H2SO4 al 25 % ........……………….
15 cc
Tiosulfato :
0.1 N
Na2S2 O3 ….…………
Solución indicador de almidón : 0.5 grs. de almidón se
disuelve en 100 cc de H2O caliente.
% de Cl activo = V g as tado ( 0.00355 ) ( 1000 ) / Pes de 1 cc de
mu es tra (ClONa)
PROCEDIMIENTO:
Ø Pesar 1 cc de muestra de ClONa y disolverlo en 100
cc de agua destilada.
Ø Tomar 100 cc de esta solución y mezclarla con 150
cc de H2O destilada y 2 gr de IK mas 15 cc de
H2SO4 al 25 % .
Ø Titular con el Na2 S2O3 0.1 N a un color amarillo
pálido, luego añadir 2 cc de solución de almidón ,
106
seguir titulando hasta que el color azul
desaparezca, leer el volumen gastado (Vg).
1)
PRIMER CAS O:
Se tiene una solución de ClO- con una
solución de 25 % de Cl2 libre. Se quiere preparar
una solución de 2 % de ClO- por litro de H2 O
Hipoclorito = % de Cl2 libre en nueva solución x
1000 / % de Cl2 libre en en cc., en solución
primitiva. Ejemplo: 2 x 1000 / 25 = 80 cc.
Solución final = 80 cc + 920 cc. = 1000 cc ó 1 lit o
de hipoclorito.
2)
S EGUNDO CAS O:
Que cantidad de ClO- de 60 % de Cl2
libre debe agregarse a un estanque de 2000 m3
para obtener 2 ppm de cloro libre.
Hipoclorito en cc = Vo lumen del H2 O expres ado en
Lts . x ppm reque rido / %d e Cl Libre x 10 primitiva
s o lu ción = 2000000 x 2 ppm / 60 x 10
=
6.6
3) TERCER CAS O:
Se tiene una solución de hipoclorito al 2 % de
Cl libre del cual se agregan 2 gotas a 4 litros de
107
H2O. Se pregunta cuantas ppm de cloro libre se han
agregado.
ppm de Cl libre = Hipoclorito en cc x % de Cl libre x
10 primitiva sol / Volumen de H2 O en Lts.
ppm = 2 /20 x (2x10) / 4 = 0.5 ppm.
( considerar 20 gotas = 1 ml ).
ppm de Cl = 2 gotas / 4 lts. x1ml/20 gotas x 1 gr / 1
ml x 2 gr Cl/100 gr x 1000 mg/ 1 gr = 0.5 ppm.
Otra fo rma:
Si 20 gotas < > 1 ml. , 2 gotas = 0.1 ml.
Luego:
ppm = 0.1 ml. X 0.02/4 x 103 ml. = 10-1 x 2 x 10-2 /4 x
103 = 1 / 2 x 106 = 0.5 ppm.
4.15
FLUORACION:
La influencia del F- ha sido ha sido estudiado por muchos
investigadores en cantidades de 1 – 0.5 ppm. no se producen
alteraciones fisiológicas, una dosis sub letal sería ingerir agua con
115 ppm de F - suponiendo un consumo de 2 litros de agua por día.
108
De las investigaciones realizadas se puede decir que e efecto
del F- es positivo cuando se consume durante la formación de
diente, es decir desee que nace el niño hasta los 10 a
s; esta
protección ha sido muy importante porque parece que dura toda la
vida.
También se puede decir que el agua que contiene F- podría
reducir las caries en un 40 – 60 % .
Los compuestos químicos usados para la fluoración son:
FNa, (SiF6 Na2), (F6H2Si) .
Las dos primeras son polvos, y el tercero líquido. Los equipos
para fluorar el agua son similares a los dosificadore de cualquier
sustancia química, siendo los siguientes dosificadores:
a).-
Dosificadores en solución.
b).-
Dosificadores en seco.
Se recomienda primero fluorar y luego clorar.
4.16
REMOCION DE Fe y Mn EN AGUA:
El Fe y el Mn pueden presentarse como sales inorgánicas
solubles en combinaciones inorgánicas de óxidos hidratados
coloidales. La concentración de Fe y Mn por lo general
pasa de 5
a 3 ppm respectivamente, sin embargo ocasionalmente suele darse
concentraciones mayores.
109
Los compuestos de Fe y Mn en aguas naturales con ausencia
de oxígeno son estables y permanecen en solución especial a bajo
pH.
Hay tres métodos para eliminar el Fe y el Mn :
a) Proceso de ablandamiento con cal.
b) Proceso de oxidación.
c) Proceso de intercambio de base.
4.17
Pro ces o d e ab landamiento co n cal:
Se utiliza para aguas que necesitan ser ablandadas ó en
casos especiales estabilizadas se puede eliminar el Fe y Mn en
suficientes cantidades como para subir el pH a un valor super or a
8.3 (el cual depende de varios factores: contenido de
y Mn,
alcalinidad, coagulantes empleados, etc.).
Se precisa un pH 9.4 para eliminar el Mn en agua
relativamente blandas. Los óxidos hidratados de Fe y Mn se eliminan
efectivamente por coagulación y filtración.
4.18
PROCESO DE OXIDACION:
Se usa la aireación con doble propósito, subir el pH
(eliminación de CO2) incrementar el O2 disuelto.
4 Fe + 8HCO3 - + 2 H2 O
4 Fe(OH)3 + 8 CO2 + O2
110
Cuyo efecto hace disminuir la solubilidad del Fe y del Mn, en
la práctica el agua se hace pasar a través de camas o
hos de
contacto con piedras trituradas con coke u otros mater ales.Los
lechos tiene una profundidad que varían de 1.80 a 3.0 m para carga
de 26 a 58 L/min. Trabajan como filtros purificadores. Variando el
tamaño de 1.5 a 2 pulgadas. La acumulación de Fe y Mn en la
superficie de contacto se elimina por un lavado rápido. El proceso de
eliminación de Fe y Mn abarca :
Aireación + lecho de contacto + coagulación + sedimentación
+ filtración.
Los compuestos de Fe y Mn en combinación orgánica
necesitan una oxidación previa con Cl con permanganato de potasio
u otro oxidante.El ciclo sería:
Oxidación materia orgánica + aireación + lecho de contacto + coagulación
+ sedimentación + filtración
4.19 PROCES O DE INTERCAMBIO DE BAS E.La zeolita del tipo natural u otros intercambiadores p
utilizarse para eliminar el Mn en el agua sin exponerl
den
al O2 , se
pasa por la zeolita de calcio la cual se regenera con cloruor dr sodio
cuando no es necesario ablandar el agua. Las concentraciones de
Fe y Mn par este tipo de intercambio no debe ser super or a 1 ppm y
111
debe ser agua clara. También se utiliza zeolita de Mn que es un
producto fácil de utilizar y oxidado con permanganato de potasio son
muy eficaces para eliminar el Fe y el Mn:
NaZ MnCl2 = MnZ + ClNa
MnZ 2KMnO4
=
K2Z.MnO.Mn2 O7 .
Este material actúa en el proceso como una fuente
permanente de oxígeno precipitando al Fe y Mn como óxidos
hidratados. Los precipitados que se acumulan en el lec o de zeolita
son alimentados por lavado, la regeneración se efectúa por una
solución de KMnO4 al 0.60 % se requiere 0.6 Kg de KMnO4 por Kg
de Mn eliminado.
También se puede usar la zeolita en función
sódica regenerándose con ClNa cuando se requiere tener agua
blanda.
4.20
TRATAMIENTO DE AGUA PARA LA INDUSTRIA:
El problema de la dureza del agua para el uso de las fábricas
produjo el proceso cal-sosa para poder salir al paso de ésta
situación por los años 1940, se empezó a utilizar este proceso,
utilizando lechada de cal en una concentración del 10
La cal
reacciona con los HCO3- formando CaCO3 e hidrato magnésico,
ambos insolubles, por lo que se deposita en los tanque
sedimentación, según las siguientes ecuaciones:
(CO3H) 2Ca + (OH)2Ca
2 CaCO3
112
+
2H2O
de
(CO3H) 2 Mg + 2(OH)2Ca
(OH)2 Mg
+ 2 CaCO3 + 2H2O
La dureza permanente debido a sulfuros, sulfatos cloruros y
nitratos cálcicos y magnésicos se tratan con Na2 CO3 , así las sales
se convierten en depósitos insolubles según las siguie es
ecuaciones:
SO4Ca + CO3Na2
CaCO3
+ SO4Na2
Quedando en el agua una sal sódica, ejemplo NaCl.
La dureza permanente de las sales de Mg, tales como SO4=
pueden desaparecer
con
equivalente de sal sódica
cal pero producen una cantidad
y esta tiene que ser reduci
con
Na2CO3
Ejemplo:
MgSO4 + Ca(OH)2
Mg(OH)2 +
CaSO4
En el proceso cal sosa, estos productos químicos se
combinan de tal forma que dan las reacciones mencionad
y así se
eliminan la dureza temporal como la permanente. Se sue n añadir
un exceso de estos productos químicos a fin de que las reacciones
químicas de ablandamiento llegan a un final conveniente y dar luego
agua blanda y una dureza de 40 ppm. Este proceso es ll mado en
frío porque las reacciones se realizan a temperatura ambiente .
113
La detención del agua con los reactantes se hace como
mínimo en 90 minutos.
4.21
PREPARACION DE LOS REACTIVOS:
A veces se utilizan los reactivos en forma de polvo seco
que son convenientes para las instalaciones que trabajan de modo
intermitente. En la mayoría de los casos se emplean como
soluciones o suspensiones en agua en un depósito a la altura del
suelo la que se bombea al suelo.
4.21.1
MEDICION DE LOS REACTIVOS .
Cada carga de agua que pasa se añade una cantidad
definida de reactivo . Se puede agregar o graduar la
cantidad de reactivo, ablandamiento alterando la proporción
de agua que pasa al mecanismo de medida, también
variando
las
concentraciones
de
los
reactivos
ó
combinando la cantidad de reactivos añadidos.
4.21.2
MEZCLA Y PRECIPITACIÓN:
Los reactivos y el agua fluyen juntos hacia el tanque de
reacciones
quedando
convenientemente
mezclados,
conteniendo después en el tanque de sedimentación y
reactantes.
114
4.21.3
CLARIFICADO Y FILTRADO:
La separación de los precipitados, siempre se debe
hacer que el agua fluya hacia arriba y los sólidos hacia abajo
y la velocidad durante la sedimentación no excedan a 6
pies/hora. Siempre se presenta precipitados en el agua de
salida que hay que eliminar y el agua se debe pasar po
filtros. Un detalle que no debe olvidarse es la disolución de
parte del
sílice, esto ocurrirá ciertamente si el líquido
alimentado claramente alcalino, si se utiliza filtros de arena el
pH debe mantenerse por debajo de 10, de otro modo el sílice
disuelto puede reaccionar en las calderas con la dureza
residual del agua para formar incrustaciones sílicas.
4.22
EJEMPLO DE ANALIS IS DE AGUA : AGUA DE POZO:
Total de minerales disueltos
:
0.00 ppm
Materia orgánica
:
0.00 ppm
Sólidos en suspensión
:
5.00 ppm
Extracto de solvente
:
0.00 ppm
pH
:
7.7
Alcalinidad a la fenolftaleína
:
0.00 ppm
Alcalinidad al anaranjado de metilo
: 205 ppm
Alcalinidad al hidróxido como CO3Ca
: 0.00 ppm
115
Sodio y Potasio como Na
: 38
ppm
Bicarbonato como HCO3
: 250 ppm
Carbonato como CO3
: 0.00 ppm
Cloruro como Cl-
: 11.00 ppm
Sulfato como SO4
: 132
ppm
Nitrato como NO3
: 0.00
ppm
Dióxido de carbono como CO2
: 10.00 ppm
Turbidez
: 5
Características físicas de la muestra
: Clara
ppm
En relación a los datos experimentales obtenidos, realizar los
cálculos siguientes:
1.- Cálcu lo de lo s equivalentes por millón ( e.p.m.):
a)
b)
Magnesio (Mg)
=
31.0 ppm
Peso molecular
=
24.3 ppm
Valencia
=
Peso equivalente
=
2
24.3/2 = 12.15 p.e.
31 ppm / 12.15p.e. =
2.55 e.p.m.
Calcio (Ca)
6.2 ppm
=
Peso molecular
Valencia
=
40.1
=
116
2
c)
Peso equivalente
=
6.2 ppm / 20.05
=
S odio (Na)
= 38.00 ppm
Peso molecular
e)
f)
0.309 e.p.m.
= 23.00
Valencia
d)
40.1/2 = 20.05 p.e.
=
1
Peso equivalente =
23/1 =
38 ppm / 23 p.e.
1.65 e.p.m.
=
23 p.e.
Bic arbonato (HCO3)
= 250 ppm
Peso molecular
= 61, Valencia
Peso equivalente
=
61/1
250 ppm / 61 p.e.
=
4.09 e.p.m.
S ulfato (S O4 )=
=
1
= 61 p.e.
= 138 ppm
Peso molecular
= 96.06
Valencia
=
2
Peso equivalente
=
96.06/2 = 48.03 p.e.
138 ppm/48.03 p.e.
=
2.87 e.p.m.
Clo ruro s (Cl-)
Peso molecular
Valencia
= 11 ppm
= 35.46
=
117
1
Peso equivalente =
11 ppm / 35.46 p.e. =
2.-
35.46/1 = 35.46 p.e.
0.31 e.p.m.
Cálculo s expres ando co mo c arbo nato de Calcio :
CO3 Ca:
Peso molecular
Valencia
a)
=
100.1
=
2
Ca:
Peso equivalente CO3Ca/Peso equivalente Ca = 50.1 / 20.05 = 2.5 veces
62 ppm (de tabla) x 2.5 = 155 ppm como c rbonato de calcio.
b)
Mg :
Peso equivalente CO3Ca/Peso equivalente Mg = 50.1/12.15 = 4.12 veces
31 ppm (de tabla) x 4.12 = 127.7 ppm como carbonato de calcio.
c)
Na:
Peso equivalente CO3Ca/Peso equivalente Na = 50.1/23 = 2.17 veces
38 ppm (de tabla) x 2.17 = 82.5 ppm como carbonato
3.-
calcio.
Cálculo s expres ado s co mo bicarbonato s :
Bicarbonatos: 50.1 / 61 = 0.82 veces
250 (de tabla) x 0.82
4.-
= 205 ppm como CO3 Ca.
Cálculo s expres ado s co mo S ulfato s (S O4) = :
Sulfatos (SO4) =
=
118
50.1 / 48.03 = 1.04 veces
1.04 x 138 (de tabla)
5.-
=
144 ppm como CO3Ca.
Cálculo s e xpres ado s co mo cloruro s :
Cloruros (Cl-) = 50.1 / 35.46 = 1.412 veces.
11 ppm (de tabla) x 1.412
6.-
= 15.5 ppm.
Calculando al 90 %de apro ximación:
a).-
Bic arbonato s : 250 ppm / 61 p.e. = 4.1 e.p.m.
b).-
Ca(OH)2 :
Peso molecular
Valencia
:
74.1
:
2
Peso equivalente : 74.1 / 2 = 37.05
37.05 x 4.1 e.p.m. = 152 ppm al 90 %
Al 100 % 168.8 ppm.
120 ppm ……………. 1 lb …………1000 galones
168.8 ppm = 1.4 lb de cal por cada 1000 galones de agua.
c ).-
S ulfato s (S O4 )=
: 138 ppm (de tablas )
138 ppm / 48.03 = 2.87 e.p.m.
d).-
Na 2 CO3 :
Peso molecular
Valencia
=
=
119
106
2
Peso equivalente =
53 x 2.87
120
106 / 2
=
=
53 p.e.
152 al 90 %
ppm………1 lb……………..1000 galones
168.8 ppm……1.4 lbs de Na2 CO3 po r c/1000 g alo nes de agua.
TABLA N° 4.8
DATOS EXPERIMENTALES
ppm co mo CO3 Ca
p.e.
ppm
Cationes
Anio nes Cationes
Anion es
Mg
12.15
31
2.54
----------
127
-----------
Ca
20.05
62
3.10
----------
155
-----------
Na
23
38
1.64
----------
83
-----------
Bicarbonato s
61
250
------------
4.10
------------
205
S ulfato s
48.03
138
------------
2.87
------------
144
Clo ruro s
35.45
11
------------
0.31
------------
15
7.28
7.28
365
365
TOTAL
Alrededor de 70 años atrás se sintetizó las resinas or
tiene la propiedad de cambiar los iones de calcio por
nicas que
dio. Esta resina es
llamada Estireno, que es un catión más utilizada y est se basa en :
NaZ (re s ina) + S O4 Ca
S O4 Na + CaZ
La reacción constituye la base sobre la que se fundame
ablandamiento de agua para alimentar la caldera y que
muchísimo la dureza del agua.
120
en el
de reducir
CAPITULO V
5.
COAGULACION FLOCULACION:
La operación de coagulación y floculación se lleva a cabo siempre
que previamente se ha realizado el desarenado y pre decantado, para
luego aplicar el proceso de coagulación y floculación s decir cuando el
agua a tratar ya está libre de partículas mayores y paraqué pueda actuar
los productos químicos que se utilice
5.1
DES ARENADORES
Son proyectadas para eliminar la grava fina y las pied ecillas que
arrastra
el agua en los canales tiene generalmente forma rectan ular y están
construidas de tal manera de reducir la velocidad del agua para que
sedimenten las partículas incluyendo la arena, se puede diseñar para
reducir la turbidez de aproximadamente de 6000 a 4000
pm. Con un
tiempo de retención de 15 minutos y una velocidad del agua de 0.10 m/seg
para que decanten arena fina hasta de 0.1 mm de diámetro
5.2
PRE DECANTADORES :
Se utilizan para el agua turbia que se quiere clarific
pueden ser de
forma rectangular y con dimensiones que permiten un pe
o de retención
de 1 hora y ½ a 2 hora y ½ . Por ejemplo, una unidad p
de tener de 73 m
de largo por 23 m de ancho con una profundidad de 3.20 m, con un tiempo
de retención de 1 hora 50 minutos, y esta unidad tiene una capacidad de
570 Lts/Seg.
121
5.3
COAGULACIÓN:
La coagulación, es el proceso mediante el cual se produce la
desestabilización de las partículas en suspensión por neutral
ión
de carga al reaccionar con una sustancia química de carga contraria
Fig . 5.1
El objeto es facilitar la sedimentación de partículas namente
divididos al estilo o al estado coloidal mediante el agregado de
sustancias químicas.
5.4
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.
122
5.4.1 PRIMERA FAS E:
El coagulante al disolverlo se disocia en iones, si se
usa AI2(S O4)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
l agua
dando 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..2 S EGUNDA FAS E:
Mediante la agitación leve se incrementa el tamaño del
floculo por absorción por cuanto se ha generado una
superficie activa, los micro flóculos se transforman lentamente
en flóculos susceptibles de sedimentar.
5.5
AGENTES COAGULANTES: Lo s principales co agulantes s on:
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 O4) 3 K2 S O4 .24H2 O.
123
3. Alumbre amónico o sulfato de aluminio y amonio:
AI2 (S O4) 3 . (NH3 )2 S O4 .24H2 O.
4. El aluminato de sodio:
b.-
Na2 AI2 O4 .
S ALES DE HIERRO:
1. Sulfato ferroso : SO4Fe.7H2 O.
2. Cloruro férrico: CI3Fe ( se puede obtener como líquido con
42 % de H2O y 14 % de Fe, sal cristalizado ; CI3Fe.6 H2O
con 20 % de Fe ; sal anhidra CI3 Fe con 39 % de Fe ); es una
sustancia química muy corrosiva.
3. Sulfato férrico Fe2(SO4 )3 varia desde 62 % de Fe2(SO4) 3 a
sal anhidra con un promedio de de 25 % de Fe, es una
sustancia corrosiva.
4. Sulfato y cloruro férrico : Fe2(SO4)3 CI3Fe.7 H2O ( ésta se
obtiene por oxidación del sulfato ferroso con cloro ).
Algunas reacciones químicas que se generan durante el proceso
de la floculación:
1.
AI2 (S O4 )314H2 O + 3Ca(HCO3 )2
2AI(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2 + 14Hz O
2.-
AI2 (S O4 )314H2 O + 6NaHCO3
2AI(OH)3 (floc ) + 3NaS O4 + 6CO2 + 14Hz O
3.-
AI2 (S O4 )314H2 O +3Na 2CO3
2AI(OH)3 (flo c ) + 3NaS O4 + 3CO2 + 14HzO
124
4.-
AI2 (S O4 )314H2 O +3NaOH
5.-
AI2 (S 0 4 )3 14H2 0 + 3Ca(OH)2
c-
2AI(OH)3 (floc ) + 3NaS O4 + 14HzO
2AI(OH)3 (floc ) + 3CaS O4 + 14Hz O
LOS POLIELECTROLITOS :
Son sustancias orgánicas que solo se utilizan en casos
especiales porque los costos son altos.
5.6
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COAGULACIÓN:
a).
Clases de coagulantes.
b)
Cantidad de coagulantes.
c).
Cantidad y características del color y turbiedad.
d)
Características químicas del agua.
e).
Concentración del ion H* en el agua.
f.)
Tiempo de mezcla y floculación, temperatura del agua.
g).
Violencia de la agitación.
h).
Presencia de un nucleoyde.
En la práctica las clases de la serie óptima de la coa
ación
debe experimentarse , se utiliza el llamado Jar – Test ( prueba de
jarras ) que consiste en un equipo compuesto por una s rie de vasos
que contienen el agua problema dentro de los cuales gi an paletas a
velocidad controlable.
En estas pruebas se varían o cambian los coagulantes, os
tiempos, el pH, etc. dejando luego un reposo de 10 a 15 minutos
125
donde se fija la dosis a la mejor proporción. La te m p eratura d e l agua
in fluye e n e l tie m p o de coagulación, as í una misma muestra de agua
con el mismo floculante y las mismas condiciones de temperaturas
uno de 1 °C y la otra de 20 °C el tiempo para formar un bue floculo
en el segundo caso es de la mitad del tiempo que es ne
ario para
coagular a un grado centígrado.
Así mismo se mejora la coagulación o la presencia de
partículas mayores (nucleoydeo) caso que se utiliza frecuentemente
en aguas muy claras.
FLOCULACION:
Es un proceso físico para incrementar las interaccione
las micro partículas haciéndola cada vez de mayor tama
entre
(flocs),
facilitando la sedimentación. Para ello se necesita una agitación
lenta.
FLOCULANTE:
Producto químico que se añade después de la coagulación
para mejorar el tamaño, la resistencia Y la densidad de los fóculos
COAGULACION - FLOCULACION
Son operaciones que ayudan a la sedimentación de las
suspensiones que se han formado, para ser eliminadas
126
EQUIPOS DE COAGULACION FLOCULACION
Fuente: Elabo ración propia.
Fue nte : Elabo ración propia
127
Fuente : Elabo ración propia
128
Fig . N° 5.6
5.8
APLICACIONES DE LOS PROCES O DE COAGULACIÓN Y
FLOCULACION EN LAS INDUS TRIAS :
5.8.1 EN LA INDUSTRIA PAPELERA:
Generalmente
sus
efluentes
son
ácidas
no
biodegradables (lignina), que son neutralizados con sosa y su
tratamiento es con sulfato de aluminio y polielectrolitos.
129
5.8.2 EN
LOS
EFLUENTES
PROVENIENTES
DE
LAS
OPERACIONES Y PROCES OS EN LA MINERÍA:
Tales como: agua de relaves , que contiene en la
mayoría de los casos, ácidos y cianuros, metales pesados,
sólidos
(arcilla),
que
para
su
tratamiento
tiene que
neutralizarse y precipitar con cal.
5.8.3 EN LA CURTIEMBRE:
Los efluentes derivados de las industrias de la
curtiembre son altamente contaminados con grasa, sólidos,
metales como el cromo, que durante el proceso ocurre Ja
eliminación de la DQO.
5.8.4 EN LA INDUSTRIA TEXTIL:
Debido a los contaminantes de los colorantes sintéticos
se tiene una alta carga de las DQO, razón por la cual tiene
que tratarse con oxido de calcio y polielectrolitos.
5.8.5 EN LOS PROCES OS ELECTROLÍTICOS : TALES COMO EL
ZINCADO,
COBREADO,
NIQUELADO
,
CROMADO,
PLATEADO, DORADO Y OTROS :
Durante el proceso de la electrólisis intervienen muchas
sustancias químicas, que contaminan el agua especialme e
130
el cromo y los cianuros, los que tiene que precipitars
el
cromo en forma de hidróxido.
5.9
UNIDADES DE FLOCULACION
Después
que
las
sustancias
químicas
han
sido
uniformemente difundidos a través de una agitación violenta ( un
minuto ) se requiere un periodo de acondicionamiento por medio de
una agitación suave, la velocidad óptima varía entre 0.15 a 0.45
m/seg. con periodo de floculación de 15 a 45 minutos.
5.10
DOS IFICADORES DE S US TANCIAS QUÍMICAS
Hay dos sistemas: en seco y en disolución en las dosif
en
seco.
5.10.1 DOS IFICADORES EN SECO:
Las sustancias químicas granuladas que se dosifican
directamente al consumo o gasto total o de otra manera a un
volumen pequeño de agua la cual se disuelve y se inyecta a la masa
de agua a tratar.
Los dosificadores pueden ser gravimétricos y volumétri os,
Los dosificadores gravimétricos pueden manejar partícu
mayor variación de tamaño de partículas en cambio los
con
sificadores
volumétricos necesitan que las partículas deben ser más pequeñas.
131
Los sistemas de dosificación en seco se usa con
gran éxito en AI2 (S O4 )3, Fe 2(S O4)3 cal y ceniza de
sosa.
Los dosificadores en solución requieren que las
sustancias
sean
previamente
disueltas
en
concentraciones de 1 a 6 % generalmente tiene
mecanismos agitadores para conservar la uniformidad
de la mezcla
132
CAPITULO VI :
6
S EDIMENTACION :
El objeto de la sedimentación es eliminar las partículas suspendidas en el
agua y se basa en la atracción gravitacional donde las partículas más pesadas
tienden a sedimentar.
VELOCIDADES DE SEDIMENTACIÓN DE PARTÍCULAS EN EL AGUA:
Tabla 6.1
0-Partículas.
(mm)
10
1.0
0.5
0.1
0.08
0.05
0.015
0.005
0.0015
0.001
0.0001
0.00001
Orden de Long.
Veloc.
de
sed.m/s
1000
100
50
8
6
2.9
0.35
0.098
0.0835
0.00154
0.0000154
0.000000154
Grava
Arena gruesa
Arena gruesa
Arena gruesa
Arena fina
Arena fina
Arena fina
Limo
Limo
Bacterias
Part.de arcilla
Part. coloidal
6.1 FACTORES
QUE
AFECTAN
AL
S EDIMENTADOR:
a)
Número de estanques.
b)
Largo del estanque.
c)
Ancho del estanque.
d)
Profundidad efectiva del estanque.
e)
Velocidad de flujo.
133
Tiempo.sed.1ft30cm
0.3 seg
0.3 seg
0.3 seg
38 seg
38 seg
38 seg
38 seg
33 minutos
33 minutos
35 horas
230 días
63 años
DISEÑO
DEL
6.2
f)
Volumen para almacenamiento de lodos.
g)
Método de remoción de lodos.
h)
Sistema de Entrada.
i)
Sistema de salida.
j)
Dispositivos.
OTROS FACTORES QUE S E DEBE CONS IDERAR:
a) Tamaño de partículas.
b) Peso específico de las partículas.
c) Tendencia de las partículas en coagularse.
d) Viscosidad y temperatura del agua.
e) Efectos eléctricos.
f) Actividades biológicas.
g) Métodos de operación.
Las dimensiones y tipos de estanques de sedimentación
las características de las aguas, las cuales pueden ser:
penden de
1. Propósito (que puede ser por remoción de cascajo y are a, se
elimina con coagulación o sin ella).
2. Dirección del escurrimiento (flujo continuo en paralelo, en serie o
por recirculación).
3. Tipos de remoción de lodos (limpieza hidráulica, mecánica o
combinada).
4. Construcción (estanque abierto o cerrado).
5. Forma (circulares o rectangulares).
134
La velocidad promedio para el agua en los tanques de
sedimentación es de 0.65 m/min. , con un tiempo de retención de 3
horas aproximadamente. La profundidad recomendable es de 3.70 m.
El rendimiento normal de un sedimentador debe ser de 8 % a 90 % y
la turbiedad residual con coagulantes 50 ppm.
TANQUES CIRCULARES DE S EDIMENTACION:
a) Alime ntación Central
b) Alimentación perimetral
Fig . N° 6.1
Fuente: Ro n Crites - Geo rge Tchobanog lo us
6.3
La s edimentación:
Es el proceso por el cual el material sólido, transportado
por una corriente de agua, se deposita en el fondo del río,
embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente
para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal,
135
velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de
transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de
estas características de la corriente puede hacer que
material
transportado se sedimente; o el material existente en l fondo o
márgenes del cauce sea erosionado. En el presente ejemplo
emplearemos
un
sedimentador
discontinuo del
tipo
I,
y
dependiendo de la suspensión veremos hasta cuatro zonas
diferenciadas (A, B, C, D).
Zo na D:
zona de sedimento, las partículas más pesadas con
mayor velocidad de sedimentación son los primeros en posarse.
Zo na de
tran s ición : poco definida;
sobre el material
sedimentado se observan canales por donde asciende el luido
desplazado por los sólidos depositados desde
la zona
al
comprimirse D.
Zo na C:
la concentración no es uniforme, y los tamaños
diferentes.
Zo na B: la concentración es uniforme, casi igual a la
c oncentración inicial (Co).
Zo na A: líquido claro.
Mientras continúa la sedimentación, las alturas de cada zona
varían A, B crecen, C, D disminuyen al final quedan so
punto donde B y C desaparecen llamado Punto Crítico de
136
Ay D
Punto Crítico de S edimentación a partir de este punto ocurre
solo compactación de los sólido con una velocidad sum mente
lenta, conocido también como sedimentación retardada.
S EDIMENTACION DIS CONTINUA
Fig ura 6.2
Fue nte:
http://www.unino rte.edu.co /extens iones /IDS /Po nenc
ias /po nencias %2014 %20o c tubre/pres entacio n %20jo
s ep %20ribe s /s edimentacion.pdf
137
6.4
RELACIONES Y FORMULAS DECALCULO PRINCIPALES
S EDIMENTACIÓN BAJO LA ACCIÓN DE LA FUERZA DE
GRAVEDAD
6.4.1 Para describir en forma criterial el procedimiento de
sedimentación de una partícula esférica en un medio inmóvil y no
delimitado pueden aplicarse los criterios de similitud: de Arquímedes
, Ar; de Lyaschenko, Ly y de Reynolds. La forma más cómoda de
dependencia criterial resulta:
Ly = f (Ar).
En el llamado régimen laminar la sedimentación cuando ,
cuando los valores Ar < 3,6, Ly < 2.10-3 , Re < 0,2, Stokes obtuvo
teóricamente la siguiente fórmula para la velocidad de sedimentación
Wsed ( en m/s), de una partícula esférica:
2
Wsed = d (? – ?m ) g / 18µm
(6.1)
Para la sedimentación de una particular en el medio gaseoso
la fórmula (6.1) se simplifica:
W sed = d2 ? g / 18µm
(6.2)
Ya que en este caso se puede despreciar ?m, en
comparación con ?.
138
Donde : en las ecuaciones 6.1 y 6.2
d
es el diámetro de la partícula esférica, en m.
?
la densidad de la partícula, Kg/m3 .
?m
la densidad del medio, Kg/m3.
µm
el coeficiente dinámico de viscosidad del medio, Pa.s.[
o sea, N.s/m2, o bien Kg/(m.s)].
6.4.2 La determinación de la velocidad de sedimentación de una
partícula esférica unitaria en el medio inmóvil no del
ado
empleando el método generalizado y adecuado para cualq
r
régimen de sedimentación, se efectúa del modo siguiente:
Se determina el criterio de Arquímedes:
Ar = Ga ? ? / ?m = Re2/Fr.( ? – ?m)/ ?m =
=
d2 (? – ?m) g ?m / µ2m
(6.3)
Donde Ga = Re2 /Fr, es el criterio de Galileo..
Para la sedimentación en el medio gaseoso:
Ar = d2 ? ?m g / µ2m
(6.4)
A partir del valor hallado del criterio de Ar se determina el
criterio de Re o el criterio de Ly (F ig. 6.3 ):
139
Ly = Re3 /Ar = ReFr ?m / ? – ?m =
W3sed ?2m / µm(? – ?m) g
(6.5)
O bien si el medio es un gas:
Ly = W3sed ?2m / µm.g. ?
(6.6)
Después se calcula la velocidad de sedimentación:
Wsed = Re. µm / ?m.d
(6.7)
O bien : Wsed = [ Ly µm (? – ?m)g / ?2m] 1/3
(6.8)
6.4.3 S EDIMENTADOR DE ACCION CONTÍNUA
Fig . 6.3
140
6.4.4 Diagram a de Equivalencias : Re, Ar, Ly
Fig . 6.4
141
CAPITULO VII :
7
FILTRACION
Se define, como el proceso por el cual se separa la ma eria
suspendida mediante el paso del agua a través de una c pa porosa , las
agitaciones pueden ser natural y artificial; la infiltración de agua fluvial en el
terreno y discurrimientos de aguas subterráneas son procesos naturales de
filtración. La filtración artificial se realizan por filtros de arena y estas
pueden ser filtros lentos, rápidos y a presión, además es bueno señalar que
existen filtros de membrana fabricados con resinas org nicas 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 agua que se desea producir
mediante el proceso de osmosis inversa.
7.1
FILTROS LENTOS DE ARENA:
Los filtros lentos de arena o por gravedad se utilizan para
tratamiento de aguas ligeramente turbia y generalmente sin coagulantes,
estos filtros están constituidos por un estante de una capa de arena de 0.60
a 1.0 m de espesor y soportados por una capa de graba ( cuarzo, piedras,
etc.). de 0.3 a 0.4 m, bajo la capa de graba existe un sistema de drenaje
colector de agua filtrada.
142
La tasa de filtración es de 1.3 a 6.5 lts/m2 x minuto. Los filtros lentos
utilizan arena de 0.35 a 0.5 mm de tamaño. Los filtros lentos pueden
trabajar desde días a meses entre ciclo y luego debe ser lavada su
arena. Estos filtros tienen alto rendimiento bacteriano y en cierto
grado ayudan a eliminar en cierta proporción el sabor
el olor. En la
actualidad son pocos utilizados siendo reemplazados po cierto tipo
de filtros.
FILTRO LENTO DE ARENA
Fig . 7.1
0.032 a 0.160 g l/min
Fuente : S EDAPAL
1.-
Alimentación del agua decantada a filtrar
2.-
Deflector o Distribuidor del agua.
3.-
Lecho de arena (filtro de arena).
4.-
Toberas .
143
5.-
Cámara colectora de agua filtrada.
6.-
Ingreso de agua de lavado.
7.-
Ingreso de aire de lavado.
8.-
Salida del agua limpia filtrada.
7.2 FILTROS RÁPIDOS DE ARENA:
Procesa agua pre tratada, la coagulación y sedimentación
deben considerarse como procesos esenciales previas.
Estos filtros están constituidos por un tanque que contiene
una capa de arena de 0.6 a 0.7 m. de espesor, soportado por graba
de una altura de 0.3 a 0.4 m. y de granulometría creciente hacia
abajo. En el fondo se instala un sistema de drenaje para recolectar el
filtrado.
La altura del agua sobre la arena debe ser constante y tener
una altura de 1.2 m como mínimo, la arena tiene un tamaño de 0.4
0.5 mm. Y la grava varía desde 3 " a 1/16" . La tasa d filtración es
de 80 a 120 lts/m2 x minuto, el ciclo es de 24 a 72 horas y se debe
lavar a menudo el material filtrante con inversión del flujo del agua a
sea el agua limpia circula de abajo hacia arriba duran
más o menos.
144
10 minutos
La filtración rápida se usa para controlar la calidad
l agua
desde el punto de vista físico y químico así como determinar el color,
olor y sabor.
7.3
FILTROS A PRES IÓN:
Estos filtros se rigen por los mismos principios que l
filtros
lentos y rápidos. La arena, grava y sistema de drenaje están
colocados sobre un tanque de acero en forma cilíndrica.
El agua se hace pasar a presión y los espesores de arena y
grava son similares a los del filtro rápido y la velocidad van desde 80
a 120 lts/m2 x minuto.
145
V.--
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 omo 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 resente curso.
Para el desarrollo del curso se ha utilizado la metodo ogía de la
deducción inducción, experimentación de tal forma que ea entendible por
parte de los alumnos para obtener los abjetivos propue os.
El procedimiento que se ha tomado en cuenta para el de arrollo del
presente texto ha sido de interacción con los estudiantes El método que se
aplicara en el desarrollo del texto es integrador en los 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 relaciona os al
tratamiento adecuado de las aguas crudas, formulando pri cipios
de fácil aplicación comprensión .
146
Ø Desarrollar casos ilustrativos, con aplicación de diferentes
reactivos químicos de tal forma que se pueda aplicar e
los
diferentes procesos de tratamiento.
Ø Generar soluciones a problemas de tratamiento de aguas
ra
observar el grado de captación de los, participantes.
Ø Desarrollar diferentes diagramas de procesos y operaci
para
el tratamiento de aguas.
VI RES ULTADOS
El principal resultado del trabajo desarrollado es el Texto Universitario Titulado
“Operaciones y Pro ces o s de Tratamiento de Agua Cruda pa
la Obtención
de Ag ua Potable”, 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
resente texto, contiene
aspectos teóricos que conlleva al entendimiento de las principales operaciones y
procesos de tratamiento de aguas crudas , que se puede
aplicar en las
diferentes etapas, desde el inicio de la captación, desarenado, pre-cloración, así
como también el agregado de los reactivos químicos com son los coagulantes y
floculantes. 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 alt
lidad para
el consumo humano que se encuentre dentro de o parámet os de control
de calidad que se encuentra en las normas de calidad del agua.
147
VII DIS CUS ION
El texto universitario: “Operacio nes y Pro ce s o s de Tratamie nto d e
Ag ua Cruda para la Obte nción de Agua Po table”, que es el resultado de
la investigación realizada tiene una presentación de f
il entendimiento
clara y ordenada teniendo en cuenta que el estudiante pueda aplicarlas en
el futuro así como en las diferentes industrias dado q
hoy en día es
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
procesos de tratamiento de aguas va cambiando, en algu
iones y
s 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 está considerados en el
Sílabo del curso y que está contenido en la actual cur
Química.
148
ula de Ingeniería
VIII
REFERENCIALES
8.1.- VERGARA YAYON, FRANCISCO. Tratamiento de Aguas Industriales –
8.2
LETTERMAN, RAYMOND. Calidad y Tratamiento del Agua - Manual de
Suministros de Agua Comunitaria -American Water Works Association:- Mc
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Residuales - - Me Graw Hill - 2001.
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Editor S.A> de CU. _ 1999.
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Denver Colorado CO 80235. - 1996
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American Chemical Society National Meeting / Louisiana, Mar. 20-27, 1997.
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Iberoamericana.- 1993
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AUGUS TO; PALACIOS , HERNÁN - Informe Misión de Funcionarios de
Sedapal a USA.- Lima; SEDAPAL;. 207,86 p. Mus. S EDAPAL-CDIE
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situación actual y ventajas del proyecto..- 1983.-S EDAPAL-CDIE.- 1987
7.17
RODIER, J. - Análisis de las aguas - Ed. Omega. Barcelona. 1981.
150
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Ambiental.
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proporcionados personalmente por la doctora victoria Pacheco. San José,
1980 Asesor de Tratamiento del Agua, CEPIS, OPS/OMS).
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Determinación de dureza en agua. Método ASTM D 1126-92 - Año:. 1994
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and waste water -publicado por la APHA. Determinación de Dureza en aguaMétodo Ampliación de la planta de tratamiento La Atarj a; estudio preliminar.
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151
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DEGRÉMONT..- Manual técnico del agua - Seine; Degrémont; 1959. 546
p. Ilus.- S EDAPAL-CDIE
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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.
2.- webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/csalas/.../intercambio_ionico.pdf
3.- ww.monografias.com/trabajos5/aguacald/aguacald. shtml#incrustacion
4.- http://es.wikipedia.org/wiki/Dureza del agua.
5.- http://www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/16agua.html
6.- http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_fulllJowsres.pdf
7.-http://www.dwc-water.com/es/tecnologias/scale-rust-corrosionremoval/index.html
8..www.interagua.com.ee/extranet/modules.php?name=News&file=article&sid= 97
- 32k 9.- www.aquapurificacion.com/agu a-municipal.htm - 48k 10.- www.miliarium.com/Monografias/PHN/Cic lo _hidro lo g ico .asp
11.-http://www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/agua.ht
152
APENDICE
153
S ILABO DEL CURS O:
TRATAMIENTO DE AGUAS
154
UNIVERS IDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA PROFES IONAL DE INGENIERIA QUIMICA
S ILABO
1.
DATOS GENERALES :
1.1 ASIGNATURA
1.2 CODIGO
1.3 SEMESTRE ACADEMICO
1.4 CICLO ACADEMICO
1.5 CREDITOS
1.6 HORAS TEORICAS
1.7 HORAS PRACTICAS
: TRATAMIENTO DE AGUA S
: IG 309
: 2011-A
: SEXTO
: 03
: 02
: 03
1.8 DURACION
: 17
1.9 PRE-REQUISITO
: ANALISIS QUIMICO UANTITATIVO
1.10 PROFESOR
: ING. ROBERTO LAZO AMPOSANO.
1.11 HORARIO
SEMANAS
: TEORIA: MIERCOLES: 11,12.
LABORATORIO :
MARTES GH.90G : 11,12,13
JUEVES
2.
GH: 91G : 11,12,13 .
S UMILLA:
Procedencia del agua natural. Principales impurezas del agua.
Proceso cal-sosa. Tratamiento general del agua. Normas de aceptación
según su uso. Pasos del tratamiento en general. Correc
155
de dureza.
Desmineralización. Desaireación por métodos químicos y físicos.
Necesidades del tratamiento del agua. Peligros del agua blanda.
3.
OBJETIVOS :
OBJETIVO GENERAL:
Dotar al estudiante de las herramientas necesarias para que
pueda realizar operaciones y diseñar equipos adecuados para el
tratamiento de aguas , de tal manera que al final del
rso haya
adquirido una capacitación en el diseño aplicando los
riterios y
características del equipo.
3.2 OBJETIVOS ES PECIFICOS :
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 conocimiento de los
equipos que se utilizan en las diferentes operaciones de
tratamiento.
3.2.3 Determinar los diferentes reactivos de purificación de las a uas
y usos en la industria.
4.
CRONOGRAMA ANALITICO:
PRIMERA S EMANA:
4.1. Ciclo Hidrológico: Fuentes de agua disponible.
4.2. Constituyentes Químicos del agua.
4.3. Biología del agua.
S EGUNDA SEMANA
4.4. Colimetría
4.5. Demanda Bioquímica de Oxígeno
156
4.6. Problemas
TERCERA S EMANA
4.7. Características físicas, químicas y bacteriológicas de agua potable.
4.8. Plantas de Tratamiento de Agua.
4.9. Fuentes de Abastecimiento.
4.10. Medida de Gasto.
CUARTA S EMANA - QUINTA S EMANA
4.11. Desarenado - Predecantadores.
4.12. Aereación.
4.13. Coagulación.
4.14. Filtración.
S EXTA S EMANA.
4.16. Desinfección del agua.
4.17. Cloro - Cloraminas.
4.18. Soluciones de iodo.
4.19. Control de olor y sabor.
S EPTIMA 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 S EMANA - QUINCEAVA SEMANA.
157
4.26. Ablandamiento cal-bario.
4.27. Tratamiento de aluminato sódico con cal-sosa.
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
DIECIS EIS AVA S EMANA: S egundo Examen Parcial.
DIECIS IETEAVA S EMANA: Examen Sus tituto rio .
5.
PROCEDIMIENTOS DIDACTICOS
El desarrollo del curso se llevará con exposiciones ma istrales 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 c n la participación
de los Alumnos en la pizarra, para que tengan una eval
ción 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
grupales.
7.
EVALUACION.
6.1 PROCEDIMIENTO DE EVALUACION:
158
trabajos
6.1.1. Prácticas de pizarra y visitas a empresas industriales. En el
presente ciclo se ha programado hacer la visita en el
es 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 pr cticas 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 +
Pm
E2(Es) +
PLV
=
=
10.5
3
6.2
REQUIS ITOS PARA LA APROBACION DEL CURS O:
Para la aprobación del curso, el alumno tendrá que haber
cumplido con el 100 % de prácticas de pizarra, la visita a la
empresa
programada
y
con
todas
las
evaluaciones
correspondientes, tales como la presentación de la vis ta 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.
159
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 le.
Francisco Unda O. Departamento de Publicaciones de la
Universidad Católica de Chile- 1963.
7.8
Acondicionamiento de Aguas para la Industria. Sheppard T.
Powell - Centro Regional de Ayuda Técnica . Agencia para el
Desarrollo 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.
160
7.14
Tratamiento de Aguas Residuales – R.S. Ramalho – Editorial
Reverté S.A: - Barcelona Bogotá – Buenos Aires – Caracas –
M´éxico.3ra. Edición – Mayo 2003
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 CAMPOS ANO
CIP 8850
161
A N E XO S
162
1.-
PREOCUPANTE DIAGNÓS TICO S OBRE EL AGUA EN EL PERÚ
La crisis del agua a nivel mundial, la gestión del recurso hídrico
que deben cumplir el Estado, el empresariado y el usua
el papel
quedaron
plasmados en el foro “Liderazgo impostergable en la gestión del recurso
hídrico en el Perú”, organizado por el Comité de Desarrollo Sostenible de
la Cámara de Comercio Americana del Perú (AmCham) y Amanco Perú. Se
trataron temas como el Desarrollo del Perú en el Marco de la Gestión del
Agua, a cargo de Fernando Cilloniz, Gerente General de la Asociación Civil
Información, además de La Problemática del Agua en el Agro Peruano, por
Abelardo De la Torre, Consultor de INRENA. De la Torre ofreció un
preocupante diagnóstico sobre el recurso hídrico en nuestro país, donde se
indicó que los ríos de la vertiente del Pacífico, donde se asienta el 70% de la
población peruana, descargan 1,8 % del total nacional, del cual sólo se
aprovecha un 47%. Enfatizó que los problemas fundament les de la gestión
del agua en el Perú comprenden las incoherencias e incompatibilidades en
la legislación vigente y la falta de una normatividad transec orial de gestión,
lo que dispersa y debilita a la autoridad de agua. Recalcó la debilidad técnica
y legal de la Autoridad Nacional del Agua. El especialista propuso que, para
la gestión del agua, era necesaria la formación de capacidades en Gestión
Integrada de Recursos Hídricos (GIRH), crear la autoridad de Aguas
Multisectorial a nivel nacional y
capacitar funcionarios responsables en la toma de decisiones técnico
normativas de nivel nacional y especialistas en GIRH. Por su parte, Guido
Bocchio, representante del Confiep, en su presentación Ley de Aguas en el
Perú, ofreció el marco legal acerca de toda la legislación existente sobre el
163
recurso hídrico y la importancia de la participación de todos los sectores en
una Nueva Ley de Aguas que está en el seno del Congreso en pleno debate.
2.-
PROYECTO DE LEY DE AGUAS EN EL PERU
Mediante Decreto Supremo No. 122-2002-PCM, de fecha 5 de
diciembre del 2002, se creó la Comisión Técnica Multisectorial
encargada de elaborar un Proyecto de Ley de Aguas a ser concerta o
con todos los sectores involucrados en el uso del agua La Comisión se
instaló el 10 de enero del 2003 y luego de cuatro mese de trabajo ha
considerado de vital importancia la prepublicación de
te proyecto y
poder así recibir los aportes y comentarios de la ciudadanía.
La Comisión decidió utilizar el anteproyecto de Ley de Aguas prepublicado el 26 de julio del 2001 como base inicial del trabajo de una
Secretaría Técnica que ha venido elaborando el proyecto Además, se
acordó que el proyecto incorporaría explícitamente pri cipios y
lineamientos de política para el manejo sostenible del agua.
Para la elaboración de este proyecto de Ley de Aguas se han tenido en
cuenta las siguientes normas generales: La Constitución Política del
Perú; la Ley Orgánica para el Aprovechamiento Sostenib
de los
Recursos Naturales; la Ley Orgánica de los Gobiernos Regionales; la
Ley Marco de Modernización de Gestión del Estado; el Código del Medio
Ambiente y los Recursos Naturales, así como normas sectoriales. La
Constitución señala en el artículo 66º lo siguiente:
“Los recursos naturales son Patrimonio de la Nación y
Estado es
soberano en su aprovechamiento, fijándose por Ley Orgá
condiciones de su aprovechamiento.
164
las
3.-
CALCULOS S EGÚN LAS NORMAS DE INDECOPI:
Caudal
Datos:
Población: 175 863 habitantes
Consumo diario por persona: 100L
L
= 17586300 L
hab
1m 3
m3
17586300 Lx
= 17586.3
1000 L
dia
175863 habx100
17586.3m 3 − − − − − −45%
Q − − − − − −100%
Q=
100
45
x17586.3m 3 = 39080.66
Do s ificac ió n
Se tomara como base de calculo 1000 m3 como caudal que ingresa
al Osmosis Inversa, del proceso sale el 99.2% de agua pura y el 0.8%
que resta es agua con sales.
a. Nitratos
165
mg
1000 L
x1000 m3 x
x0.8% = 80000 mg
L
1m3
mg
1000 L
= 10
x1000 m 3 x
= 1x10 7 mg
3
L
1m
NO3( ag uademar ) = 10
NO3( necesa rio )
NO3( ag regado ) = NO3 ( necesario ) − NO3( agua dem ar ) = 1x10 − 80000 = 9.92 x10 mg
7
6
b. Dureza ( Calcio y Magnesio)
Ca +2 ( aguademar ) = 0.41
g
x
kg aguademar
1000 mg
1g
kg aguademar
x1.02819
Laguademar
x1000 m 3 x
1000 L
1m 3
x 0.8%
Ca +2 ( aguademar ) = 3.3725 x10 6 mg
Ca +2 ( necesario ) = 100
Ca
+2
( agregado )
= Ca
mg
L
x1000 m 3 x
+2
( necesario )
Mg ( aguademar ) = 1.29
− Ca
g
kg aguademar
x
1000 L
1m
3
= 1 x10 8 mg
+2
( aguademar )
1000 mg
1g
= 1 x10 8 − 3.3725 x10 6 = 9.6628 x10 7 mg
x1.02819
kg aguademar
Laguademar
x1000 m 3 x
1000 L
1m
3
x 0.8%
Mg ( aguademar ) = 1.0611x10 mg
7
Mg ( necesario ) = 50
mg
L
x1000 m 3 x
1000 L
1m
3
= 5 x10 7 mg
Mg ( agregado ) = Mg ( necesario ) − Mg ( aguademar ) = 5 x10 7 − 1.0611 x10 7 = 3.9389 x10 7 mg
C.
Flúor
F( aguademar ) = 0.001
g
kg agu ademar
x
kg aguademar
1000 mg
1000 L
x1.02819
x1000m 3 x
x 0.8%
1g
Laguademar
1m 3
F( aguademar ) = 8225.52 mg
mg
1000 L
x1000 m3 x
=1.5 x106
3
L
1m
= F( necesario ) − F( aguademar ) =1.5 x10 6 − 8225.52 = 1.4918 x10 6 mg
F( necesario ) =1.5
F( agregado )
166
8.1
LABORATORIO DE ANALIS IS FIS ICO
LABORATORIO DE ANALIS IS FIS ICO - QUIMICOS
DE AGUAS
Es te lab oratorio utiliz a técnicas convencionales
p ara realiz ar s us d eterminac iones fís ico - q uímic as en
mues tras amb ientales o d e la ind us tria en general.
Los anális is p ue d en realiz ars e en las s iguientes matrices :
EFLUENTES (2 gal)
AGUAS LIMPIAS (1 gal)
AGUAS INDUSTRIALES (2 gal)
AGUAS MARINAS (2 gal)
Parám etros Dete rm inable s :
Fosfatos
Sulfatos
Nitritos
Sólidos susp. Fijos
Nitratos
Sólidos susp. Volátiles
N-amoniacal
Sólidos sedimentables
Sulfitos
DQO
Hierro-soluble
(DB0)5
Coliformes totales
OD
CO2
Fenoles
Sulfuros
Aceites y grasas
Clorofila
Detergentes
PH
Cloro activo
Temperatura
Cianuros
Color
H2 S
167
Turbidez
Sólidos total
Conductividad
Sólidos disp. total
Alcalinidad total
Sólidos disp. Fijos
Alcalinidad Carbonatos
Sólidos disp. Volátiles
Alcalinidad bicarbonatos Sólidos susp. Totales
Dureza total
Caudal
Dureza cálcica
Granulometría
Dureza magnésica
Densidad
Cloruros
Humedad
Cloro Residual
Muestreo Simple
Muestreo Compuesto
8.2
Mue s tras :
La cantidad de mues tras que hay que tom ars e , e l tipo d env ase
para tom ar la mues tra, as í c om o la pres e rv ación de la ism a, de pe nde
de l parám e tro a analizars e :
AGUAS RES IDUALES (e flue nte s , aguas ne gras , ag uas gris e )
d = días
Poli = Polietileno
h = horas
Pres. = Ptreserverante
Vid. = Vidrio
Al.= Tapa con papel
aluminio
168
Prot. Luz = Protegido de la * = Lavado con KH2 PO4
min.= minutos
Luz
Plast. = Plástico
0.03N
Refr. = Refrigeración
AGUAS CLARAS
TIEMPO MAXIMO
FRAS COS
P ARAMETROS
TIPO CAPACIDAD
(L)
pH
AMBIENTE DE
Plast. ó Vida
ANTES DEL
PRES ERVACION
ANALIS IS
0.05
Temperatura
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
Plast. ó Vida
0.2
Ref. y Prot. Luz
lo más pronto
Cloruros
Plast. ó Vida
0.1
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
Sólidos
Plast. ó Vida
1
Alcalinidad: T, Car.
Bi.
Refrigeración
Refrigeración
Refrigeración
.........................
28 d
7d
NOTA: No s e ne c es ita pre s e rv ante , s i las mue s tras lle gan al
io e n
6 horas ó ante s . Para los anális is arriba indic ados s e nece s ita como
m ínim o 1 galón de agua. El galón que se utilice para te ne r la m ue s tra de be
s e r nue vo, o lavado c on ácido y lue go con agua de s tilada.
169
Prot. Luz = Protegido de la
d = días
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 se e l re s ultado de un anális is de pe nde
de la form a y e l lugar e n donde s e toma la mue s tra, por lo que para
garantizar la im parcialidad de los m is mos , e s pre fe rib e que e l pe rs onal de
laboratorio s e a quie n tom a la mue s tra, la pre s e rve y t
porte al
laboratorio. La ide ntific ación de la mue s tra se hace de com ún ac ue rdo con
e l clie nte . S i e l clie nte es e l que re aliza e l mue s tre
la Ins titución se
re s pons abiliz a únic ame nte de los anális is y re c hazará
llas m ues tras
que lle gue n en m alas condicione s de pre s e rvac ión.
TIEMPO
FRAS COS
AMBIENTE DE
P ARAMETROS
MÁXIMO ANTES
Ti po
C apaci da d (L )
PRES ERVACION
ANALIS IS
DBO
Vid. ó Poli
1
Refr. y Prot.Luz
18 h
1
Refr. y Prot.Luz
24 h
Wincker
OD
Vid.
Refr., Prot.Luz y
DQO
Vid. ó Poli
0.1
24 h +
Pre
Cloro Residual
Polietileno
0.5
Vid. y Al.
1
Refr. y Prot.Luz
inmediato
Refr. y
Aceites y Grasas
72 h
Preservante
Fenoles
Vid. y Al.
0.5
170
Refr. y
inmediato
Preservante
Plast. ó
Sólidos
1
Refrigeración
7d
Vida
Plast. ó
Refr. y
Sulfuros
0.5
Vida
7d
Preservante
Plast. ó
pH
0.05
Refrigeración
in situ
........ *
.....................
in situ 15 min
0.5
Refrigeración
3d
0.2
Refrigeración
lo más pronto
0.2
Refrigeración
lo más pronto
0.2
Refrigeración
3h
Vida
Plast. ó
Temperatura
Vida
Plast. ó
Detergentes
Vida
Plast. ó
Nitritos
Vida
Plast. ó
Nitratos
Vida
Plast. ó
Coliformes Fecales
Vida
Plast. ó
Refr. y
Namoniacal
0.2
Vida
7d
Preservante
171
172
DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO
DE AGUA DE RIO
173