UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA MANUAL DE PRÁCTICAS DE

Calidad y Tratamiento del Agua
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS
DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE LA BIODIVERSIDAD
E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y DE LA VIDA
MANUAL DE PRÁCTICAS DE
CALIDAD Y TRATAMIENTO DEL AGUA
AUTOR:
M.C.GABRIELA CAMARILLO MARTÍNEZ
LABORATORIO DE BIOQUÍMICA
JUNIO 2008
Laboratorio de Bioquímica
1
Calidad y Tratamiento del Agua
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA.
CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS LAGOS.
CALIDAD Y TRATAMIENTO DE AGUAS.
PRÁCTICA No.1
“TÉCNICAS DE MUESTREO”
OBJETIVO: El alumno tomará una muestra de aguas residuales del Centro
Universitario de Los Lagos, determinando para ello el día, la hora y el lugar
donde lo realizará.
MARCO TEÓRICO:
Muestra Simple: La que se toma en el punto de descarga, de manera
continua, en día normal de operación que refleje cuantitativamente y
cualitativamente el o los procesos más representativos de las actividades que
generen la descarga, durante el tiempo necesario para completar cuando
menos, el volumen suficiente para que se lleve a cabo su composición
aforando el caudal descargado en el sitio y en el momento del muestreo.
Muestra Compuesta: La que resulta de mezclar el número de muestras
simples, según lo indicado en la especificación. Los valores de los parámetros
de análisis de muestra compuesta, resulte de la mezcla de las muestras
simples, tomadas en volúmenes proporcionales al caudal medido en el sitio y
en un momento del muestreo de acuerdo con la siguiente tabla:
FRECUENCIA DE MUESTREO
HRS/DÍA QUE OPERA NÚMERO DE MUESTRAS INTERVALO MÁXIMO
EL PROCESO
SIMPLES
ENTRE TOMA DE
GENERADOR DE LA
MUESTRA SIMPLE
DESCARGA
(HORAS)
MÍNIMO
MÁXIMO
Menor que 4
Mínimo
De 4 a 8
4
1
2
Mayor que 8 y hasta 12
4
2
3
Mayor que 8 y hasta 18
6
2
3
Mayor que 18 y hasta
6
3
4
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MATERIAL Y REACTIVOS
 2 Frascos de 1 litro con asa de metal o plástico
 Guantes.
 Cubre bocas.
 Termómetro.
 Maskin-tape.
 Papel indicador.
 Vaso de unicel.
 Carga de laboratorios.
PROCEDIMIENTO:
 Con el plano del drenaje del CU Lagos decidir en donde se va a tomar la
muestra.
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 De acuerdo con la carga de los laboratorios, elegir el día en que se va a
muestrear.
 De acuerdo con la NOM-002-ECOL-1996, decidir el número de muestras
a tomar y el intervalo de tiempo entre ellas.
 Con el frasco que tiene el asa, se toma una muestra de
aproximadamente 500 ml.
 Con todas las muestras simples se hace una solo muestra compuesta,
en un frasco previamente etiquetado con la siguiente información:
a) Lugar de muestreo.
b) Fecha y hora del muestreo.
c) Temperatura.
d) pH.
 Se refrigera la muestra hasta su análisis.
CUESTIONARIO
1. ¿Qué establece la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al
Ambiente?
2. ¿Cuál fue el propósito de la creación de la Comisión Nacional del Agua
(CNA)?
3. ¿Qué establece la NOM-001-ECOL-1996?
4. ¿Qué establece la NOM-002-ECOL-1996?
5. ¿Cuáles son los tipos de alteraciones que se producen en el agua residual?
6. ¿Cuáles son los tipos de alteraciones físicas?
7. ¿Cuál es el origen de las alteraciones químicas?
8. ¿Por qué se producen las alteraciones biológicas en el agua?
9. ¿En qué consiste el muestreo del agua residual?
10. ¿En qué se basaron para escoger el día en que se tomaron las muestras?
11. ¿Por qué es importante para el análisis el tomar muestras compuestas?
12. ¿En qué radica la importancia de que la muestra sea tomada
personalmente?
13. ¿Por qué es importante enjuagar el recipiente con el agua que se va a
muestrear?
14. ¿Por qué se debe medir la temperatura y el pH en el lugar del muestreo?
15. ¿Por qué es importante refrigerar el frasco que contiene la muestra?
16. Elabore un diagrama o un plano del drenaje del CU Lagos.
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CALIDAD Y TRATAMIENTO DE AGUAS.
PRÁCTICA No. 2
“ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS”
OBJETIVO: El alumno realizará los análisis fisicoquímicos del agua residual del
Centro Universitario de los Lagos.
MARCO TEÓRICO:
Se realizan los siguientes análisis fisicoquímicos, únicamente los que tienen un
* están establecidos en la NOM-002-ECOL-1996, la cual establece los límites
máximos permisibles de contaminantes de aguas residuales, vertidos en el
alcantarillado público.
1. Temperatura (°C) y pH *
2. Conductividad*
3. Sólidos suspendidos totales (mg/Lt)*
4. Sólidos suspendidos volátiles (mg/Lt)*
5. Sólidos sedimentables (mg/Lt)*
6. Sólidos totales (mg/Lt)
7. Sólidos totales volátiles (mg/Lt)
8. Sólidos disueltos totales
9. Demanda bioquímica de oxígeno (mg/Lt)*
10. Grasas y aceites.*
MATERIAL:
 Vaso De precipitado de 250 ml.
 Tierra de diatomeas.
 Cápsula de porcelana.
 Crisol Gooch.
 Pinzas para crisol.
 Matraz Kitazato de 500 ml.
 Probeta de 100 ml.
EQUIPO:
 Conductímetro.
 Bomba de vacío.
 Cono de Himhoff.
 Estufa.
 Mufla y desecador.
PROCEDIMIENTO:
1. Temperatura y pH.
Se determinó temperatura y pH en el sitio de muestreo.
Volumen de la muestra:______________________ml.
pH:______________________________________.
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Temperatura:____________________________oC.
2.- Conductividad: la conductividad se define como la capacidad de una
sustancia de conducir la corriente eléctrica y es lo contrario de la resistencia. La
unidad de medición utilizada comúnmente es el Siemens/cm (S/cm), con una
magnitud de 10-6, es decir microSiemens/cm (µS/cm), o en 10-3, es decir,
miliSiemens (mS/cm). En el caso de medidas en soluciones acuosas, el valor
de la conductividad es directamente proporcional a la concentración de sólidos
disueltos, por lo tanto, cuanto mayor sea dicha concentración, mayor sea la
conductividad. La relación entre conductividad y sólidos disueltos se expresa,
con una buena aproximación por la siguiente regla:
1.4 µS/cm= 1ppm.
2.0 µS/cm= 1ppm (partes por millón de CaCO3)
Donde 1 ppm=1mg/L es la unidad de medida para sólidos disueltos.
 En un vaso de precipitado de 400 ml. Se toma una muestra de
aproximadamente 300 ml de agua residual del CU Lagos.
 Se introduce un electrodo del Conductímetro en ella y se lee la
conductividad en µS/cm, los sólidos disueltos y salinidad.
Conductividad= ________________µS/cm.
Sólidos Disueltos=_________________mg/L.
Salinidad=_____________________%NaCl.
3.- Sólidos Suspendidos Totales (SST):
 Es la materia que puede ser retenida a través de un disco de fibra,
después de una filtración y posteriormente secada a 105 °C.
 E un vaso de precipitado de 250 ml se preparan 100 ml de una solución
al 1% de tierra de diatomeas, que se filtra en un crisol Gooch (se usa
para filtrar un círculo de diámetro de pellón delgado), un matraz Kitazato
y una bomba de vacío.
 El filtro preparado se lleva a la estufa de secado a una temperatura de
105°C durante 1 hora.
 Se enfría en un desecador durante 40 minutos y se pesa (debe estar a
peso constante P1).
 Filtrar 100 ml de agua residual a través del filtro previamente puesto a
peso constante.
 Secar el filtro a 105°C en la estufa durante 1 hora, enfriarlo en un
desecador durante 40 minutos y pesar (se lleva a peso constante P2).
FÓRMULA
PPM = (P2-P1) * 10 / VOLUMEN DE MUESTRA (100 ml).
SST= (________________ - _______________) * 106 / 100 =
______________
4.- Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV):
 El filtro del análisis anterior se pone en un crisol y se lleva a la mufla a
500°C durante 15 minutos.
 Se enfría durante 45 minutos y se pesa (P3).
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FORMULA:
PPM= (P2 – P3) * 106 / 100
SSV = (_______________
=________________ mg/Lt
-
_______________)
*
106
/100
5.- Sólidos Sedimentables (SS):
 En un cono de Himhoff se pone 1 Lt de muestra y se deja reposar
durante 30 min.
 Leer directamente del cono los ml /Lt de lodo que se sedimentaron.
Sólidos Sedimentables = _________________________ ml / Lt
6.- Sólidos Totales (ST):
 Se pesa una cápsula de porcelana grande (P1).
 Se colocan 100 ml de muestra y se lleva a secado completo dentro de
una estufa a 105 OC.
 Se enfría en un desecador y se pesa la cápsula y los sedimentos (P2).
FORMULA:
PPM = (P1 – P2) *106 / 100
ST = (________________ - _______________) * 106 / 100 =
_______________ ppm
7.- Sólidos Totales Volátiles (STV):
 Colocar la cápsula de porcelana en la mufla a 500°C, durante 15
minutos.
 Enfriar en un desecador durante 45 minutos y llevar a peso constante
(P3).
FORMULA:
PPM = (P2 - P3) * 106 / 100
STV = (________________ - _______________) * 106 / 100 =
_______________ ppm
8.- Sólidos Disueltos Totales (SDT):
FORMULA:
PPM = ST – SST
SDT
=
___________________
___________________ ppm
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-
__________________
=
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CUESTIONARIO.
1.- ¿Qué nos indica el parámetro de conductividad?
2.-Escriba los siguientes conceptos, consulte el libro: Calidad del agua del
autor Jairo Alberto Romero Rojas, Ed. Alfa omega (búscalo en la biblioteca del
CU Lagos).
 TURBIEDAD E IMPORTANCIA DE ESTE PARAMETRO.
 SOLIDOS TOTALES.
 SOLIDOS DISUELTOS.
 SOLIDOS SUSPENDIDOS.
 SOLIDOS VOLATILES Y SOLIDOS FIJOS.
 SOLIDOS SEDIMENTABLES.
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PRÁCTICA No. 3
“DETERMINACION DE MATERIA FLOTANTE”
OBJETIVO: El alumno determinara la presencia de materia flotante en una
muestra de agua residual del Centro Universitario Lagos.
MARCO TEÓRICO:
La determinación de materia flotante se realiza conforme a la norma mexicana
NMX-AA-006. El principio de esta determinación se basa en la observación de
la materia flotante en una muestra de aguas residuales en el sitio de muestreo
mediante la separación de esta en una malla de aproximadamente 3 mm de
abertura; este método es una prueba cualitativa.
MATERIAL:
 Malla de acero inoxidable con abertura entre 2.8 y 3.3 mm.
 Recipiente de boca ancha no menor de 7cm de diámetro.
 Muestra de agua residual, aproximadamente de 3 a 5 Litros.
 Agitador de vidrio.
 Espátula.
 Probeta de 1000 ml.
PROCEDIMIENTO:
1.-Verter aproximadamente 3/4 partes de la muestra a través de la malla,
Teniendo cuidado de que la materia flotante que sobrenada, quede retenida
en dicha malla.
2.- Arrastrar con agitador de vidrio ó una espátula hacia la malla toda aquella
materia flotante que quedara sobre la superficie de la muestra que se está
vertiendo o aquella adherida a las paredes del recipiente.
3.- Interpretación. El informe depende de la presencia o ausencia de materia
flotante retenida
en la malla. Reportar como ausencia de materia flotante, si al examinar la
malla no se observa a simple vista ninguna partícula retenida. Reportar
como presencia de materia flotante, si al revisar visualmente la malla se
encuentran partículas retenidas.
CUESTIONARIO.
1.- Anote sus observaciones y resultados.
2. Elabore un diagrama o dibujo del experimento realizado.
3. De la norma para materia flotante obtenga los conceptos de: MATERIA
FLOTANTE, AGUA RESIDUAL, y como debe hacerse la recolección de la
muestra.
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PRÁCTICA No.4
“SEDIMENTACIÓN”
OBJETIVO: El alumno determinará la cantidad de sólidos sedimentables en
una muestra de agua residual doméstica.
MARCO TEÓRICO:
La sedimentación es la eliminación de sólidos suspendidos en el agua por
asentamiento gravitacional, para que se lleve a cabo este proceso, es
necesario que la velocidad del agua se reduzca a un valor tal que los sólidos se
asienten por gravedad. Este proceso puede quitar del 20 al 40% de la DBO5 y
del 40 al 60% de los sólidos suspendidos aproximadamente. La proporción de
sedimentación se aumenta en algunas estaciones de tratamiento industriales
incorporando procesos llamados coagulación y floculación en el tanque de
sedimentación.
La flotación también es un proceso de separación mediante la gravedad, pero
se debe conocer el tipo de agua residual a tratar para decidir si es mejor
sedimentar o hacer flotar las partículas coloidales.
MATERIAL Y REACTIVOS
 Cono de Imhoff
 1000 ml. De agua residual doméstica.
PROCEDIMIENTO
 Colocar en el cono de Imhoff el agua residual.
 Dejar reposar la muestra durante una hora.
 Anotar la cantidad de sólidos que sedimentaron.
 Observar lo que ocurre después de 2 y 3 horas.
 Después de una semana observar que sucede.
TIEMPO
OBSERVACIONES
0.5 HORA
1 HORA
2 HORAS
1 SEMANA
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CUESTIONARIO
1.- ¿Qué tipo de sedimentación se lleva a cabo?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
__________________________________________
2.- ¿De qué depende esta sedimentación?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
__________________________________________
3.- ¿Cuántos tipos de sedimentación existen y cuales son?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
__________________________________________
4.- ¿Cuáles son los parámetros de diseño en un sedimentador?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________________
5. Elabore un diagrama de lo observado en el experimento.
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PRÁCTICA No.5
“DETERMINACION DE CLORO TOTAL,
BROMO, YODO y FIERRO EN AGUAS RESIDUALES”
Objetivo.
El alumno realizara las determinaciones de cloro, bromo, yodo y fierro en las
muestras de aguas residuales.
Marco teórico.
Las medidas de todos los principales parámetros requeridos para el análisis de
agua, especialmente del agua potable, están reunidas en un único instrumento
portátil. HI 93102 permite obtener la misma precisión que las medidas
adquiridas en un laboratorio incluso en medidas de campo, en parámetros tales
como la turbidez, pH, cloro libre y total, bromo, yodo, hierro y ácido cianúrico.
HI 93102 es un instrumento robusto y práctico de usar en campo, que permite
realizar medidas precisas y al mismo tiempo veloces. El usuario puede calibrar
el instrumento en cualquier punto del rango de medida de turbidez y puede
memorizar hasta 25 muestras junto con la fecha y hora de medida. HI 93102,
además de ejecutar las medidas en términos de concentración de diferentes
parámetros, puede también visualizar lecturas en términos de absorbencia de
la muestra.
Material:
 Matraz
 Indicadores de iones: Cloro, bromo, yodo y fierro.
 Multiparametro.
Procedimiento:
1.- En cada uno de los matraces colocar 50 ml de la muestra, en total serán
tres matraces, identificarlos como m1, m2 y m3.
2.- En un matraz con 25 ml agua desionizada poner un sobre de indicador de
iones de Fe+ y disolverlo perfectamente.
3.-Poner el contenido en una cubeta del multiparametro y leer el blanco en el
aparato, después cada una de las muestras y registrar el resultado.
4.- Repetir el procedimiento para cada uno de los iones que se van leer.
CUESTIONARIO.
¿Existe alguna norma mexicana que establece el máximo permisible de la
concentración de estos iones en el agua?
¿Para que sirven los indicadores de iones?
Anote sus resultados y conclusiones.
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PRÁCTICA NO. 6
“Determinación del NMP de coliformes totales, coliformes fecales y
E. Coli Presuntiva en un agua residual.”
OBJETIVO:
El alumno tomará una muestra de agua residual y realizará el análisis
microbiológico para determinar el número más probable (NMP) de coliformes
totales, coliformes fecales y Escherichia Coli presuntiva según la norma oficial
mexicana NMX-AA-42-1987.
MARCO TEÓRICO:
INTRODUCCIÓN.
La denominación genérica coliformes designa a un grupo de especies
bacterianas que tienen ciertas características bioquímicas en común e
importancia relevante como indicadores de contaminación del agua y los
alimentos. Coliforme significa con forma de coli, refiriéndose a la bacteria
principal del grupo, la Escherichia Coli, descubierta por el bacteriólogo alemán
Theodor von Escherich en 1860. Von Escherich la bautizo como bacterium coli
(bacteria del intestino, del griego kolon, “intestino”). Después la microbiología
sistemática nombraría el genero Escherichia en honor a su descubridor.
El grupo coliforme agrupa a todas las bacterias entéricas que se caracterizan
por tener las siguientes propiedades bioquímicas:
 Ser aerobias o anaerobias facultativas.
 Ser bacilos gram negativos.
 Ser oxidasa negativos.
 No ser esporógenas.
 Fermentar la lactosa a 35°C en 48 hrs, produciendo acido láctico y gas
(CO2).
1.- HABITAT DEL GRUPO COLIFORME.
2.- LOS COLIFORMES COMO INDICADORES.
3.- BACTERIAS QUE INTEGRAN EL GRUPO.
4.- COLIFORMES TOTALES Y COLIFORMES FECALES.
NORMA OFICIAL MEXICANA NMX-AA-42-1987: Calidad del agua,
Determinación del NMP de coliformes totales, coliformes fecales y E. Coli
Presuntiva.
A) PRINCIPIOS BASICOS.
La presencia y extensión de contaminación fecal es un factor importante en la
determinación de la calidad de un cuerpo de agua. Las heces contienen una
variedad de microorganismos y formas de resistencia de los mismos,
involucrando organismos patógenos, los cuales son un riesgo para la salud
publica al estar en contacto con el ser humano. El examen de muestras de
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Calidad y Tratamiento del Agua
agua para determinar la presencia de microorganismos del grupo coliforme que
habitan normalmente en le intestino humano y de otros animales de sangre
caliente, da una indicación. Dada la limitada capacidad de algunos miembros
del grupo de organismos coliformes para sobrevivir en agua; sus números
también pueden emplearse para estimar el grado de contaminación fecal.
B) OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN.
Esta Norma Mexicana establece un método para la detección y enumeración
en agua de organismos coliformes totales, organismos coliformes fecales
(termotolerantes) y Escherichia coli presuntiva (E. coli) mediante el cultivo en
un medio liquido en tubos múltiples y él cálculo de sus números más probables
(NMP) en la muestra.
Este método es aplicable para todo tipo de agua, incluyendo aquellos que
contienen una cantidad apreciable de materia en suspensión.
La selección de las pruebas usadas en la detección y confirmación del grupo
de organismos coliformes, incluyendo E. coli, puede verse como parte de una
secuencia continua. El grado de confirmación con una muestra en particular
depende parcialmente de la naturaleza del agua y parcialmente de las razones
para realizar el examen. En la practica, la detección de E. coli presuntiva, da
usualmente una indicación satisfactoria de contaminación fecal.
C) DEFINICIONES.
Para propósitos de esta Norma Mexicana, se aplican las siguientes
definiciones:
 Organismos coliformes.- Organismos capaces de crecimiento aeróbico
ya sea 308 ± 1k (35 ± 1°C) ó 310 ± 1k (37 ± 1°C) en un medio de cultivo
líquido lactosado con producción de aciso y gas dentro de un periodo de
48 h.
 Organismos coliformes fecales (termotolerantes). Organismos coliformes
como se describe en el concepto anterior que tienen las mismas
propiedades fermentativas a 317 ± 0.5k (44 ±0.5°C).
 Escherichia coli presuntiva (E. coli).- Organismos coliformes
termotolerantes como se describe en el concepto anterior.
D) PRINCIPIO.
El método se basa en la inoculación de alícuotas de la muestra, diluida o sin
diluir, en una serie de tubos de un medio de cultivo líquido conteniendo lactosa.
Los tubos se examinan a las 24 y 48 horas de incubación ya sea a 308 o 310k
(35 o 37°C).
Cada uno de los que muestran turbidez con producción de gas se resiembra en
un medio confirmativo más selectivo y, cuando se busca E. coli presuntiva, en
un medio en el que se pueda demostrar la producción. Se lleva acabo la
incubación de estos medios confirmativos basta por 48 horas ya sea 308 ó
310k (35 o 37°C) para la detección de organismos coliformes y a 317k (44°C)
para organismos termotolerantes y E. coli. Mediante tablas estadísticas se lleva
acabo él calculo del numero más probable (NMP) de organismos coliformes,
organismos coliformes termotolerantes y E. coli que pueda estar presente en
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100 cm3 de muestra, a partir de los números de los tubos que dan resultados
confirmativos positivos.
MATERIAL Y REACTIVOS:
 Incubadora capaz de mantener la temperatura a 35 °C.
 Parilla de calentamiento y agitación, agitadores magnéticos y varillas de
vidrio para agitar.
 Autoclave y balanza analítica.
 Porta pipetas y portacajas petri de acero inoxidable, pipetas, cajas petri,
tubos de vidrio con tapón de baquelita, matraces y vasos de precipitado,
asas de nicromo, etc.
 Muestra No. 1 (agua potable del lavabo de los baños), Muestra No. 2
(agua residual).
 Caldo lactosado, caldo de bilis lactosa verde brillante y agar de eosina
azul de metileno.
PROCEDIMIENTO:
1. Esterilizar pipetas de 1, 3, 5 y 10 ml y cajas petri en portacajas de acero
inoxidable en horno o estufa durante una hora a la temperatura de 180
°C.
2. Preparación de caldo lactosado con concentración normal: disolver 2.6
grs de polvo en 200 ml de agua tridestilada, poner 10 ml con pipeta en
cada tubo de tapón de baquelita.
3. Preparación de caldo lactosado con concentración doble: disolver 5.2 grs
de polvo en 200 ml de agua tridestilada, poner 10 ml con pipeta en cada
tubo de tapón de baquelita.
4. Preparación de caldo de bilis lactosa verde brillante: disolver 14 grs de
polvo en 350 ml de agua tridestilada, poner 10 ml con pipeta en cada
tubo de tapón de baquelita.
5. Poner todos los tubos (caldo lactosado y bilis verde brillante) dentro de la
autoclave para esterilizar a una temperatura de 121 °C, a 15 lb/in2 de
presión durante 15 minutos.
6. Poner las muestras 1 y 2: en cinco tubos con caldo lactosado de
concentración doble poner 3 ml de la muestra en cada uno. Por muestra
poner en un tubo con caldo lactosado en concentración normal 0.1 ml de
la muestra y en otro tubo poner 1 ml de la muestra.
7. Incubar 24 horas a 35°C, las muestras positivas (tubos con cambio de
color y gas) se pasan a los tubos con caldo bilis verde brillante con asa
de nicromo en campo estéril (usa el mechero bunsen); nuevamente
incubar 24 horas a 35°C.
8. Preparación de agar eosina azul de metileno: disolver y calentar hasta
que hierve 12.6 grs de polvo en 350 ml de agua tridestilada, tapar el
recipiente y esterilizar en autoclave, 15 minutos a las condiciones ya
indicadas. Después sacar de la autoclave y vaciar en caja petri
(estériles) en campo estéril. Se ponen aproximadamente 10 ml por caja.
Dejar enfriar a que solidifique el agar.
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14
Calidad y Tratamiento del Agua
9. Las muestras positivas del caldo bilis verde brillante se pasan al agar
con asa de nicromo por técnica de estrías en campo estéril.
10. Incubar 24 horas a 35 °C y observar colonias de E. Coli que son de un
color verde tornasol.
11. No olvides esterilizar todo el material en la autoclave y después lavarlo
con agua y jabón.
CUESTIONARIO:
1.- Determinar el NMP de organismos coliformes en las dos muestras según la
formula de la norma (caldo lactosado y caldo de bilis verde brillante):
2.- ¿Qué enfermedades son transmisibles por el agua?
3.- ¿Cómo se hace la recolección de muestras para este tipo de análisis?
4.- ¿Para qué es el conteo total en placa?
5.- Anote el esquema de la metodología para análisis de coliformes.
6.- Realiza una tabla (sea creativo) para cada una de las muestras con la
siguiente información: muestra 1, muestra 2, si el resultado es + ó – para
coliformes, y en que tipo de caldo (lactosado o verde brillante), volumen de la
muestra que se sembró, etc.
7.-Escriba sus observaciones y conclusiones.
Consulte el libro de Calidad del Agua del autor Jairo A. Romero Rojas de la
Editorial Alfa omega.
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Centro Universitario de Los Lagos.
Calidad y Tratamiento de Aguas Residuales.
PRACTICA No. 7
“DETERMINACIÓN DE DUREZA”
Introducción.
La dureza es la propiedad que presenta la mayoría de las aguas
epicontinentales, debido a las concentraciones de metales alcalinotérreos
originados en depósitos calcáreos.
Los iones Ca++ y Mg ++ se combinan fácilmente con los carbonatos y
bicarbonatos (dureza temporal) y con los sulfatos, cloruros y otros aniones de
ácidos minerales, de lo cual resulta la dureza permanente. La dureza por
carbonatos puede ser removida por calentamiento: se causa la precipitación de
CaCO3 y de la fracción de Ca++ y Mg++ queda en solución como sulfatos,
cloruros y nitratos. Después del calentamiento constituyen la dureza residual,
no debida a carbonatos. (Wetzel, 1975).
La dureza se expresa como grados de dureza (H°), pero la forma de
representarlo – y esto es un problema – difiere de un país a otro: 1H° (EUA) = 1
mg CaCO3/1; 1H° (ALE) = mg CaO/L. Holl propuso una unidad internacional
expresada en mval = 1 miliequivalente por litro de materia que se trate.
Debido a que los iones más comunes son el Ca++ y Mg++, la dureza se define
como la concentración de iones expresada como carbonato de calcio.
Métodos de evaluación.
Los métodos más empleados son: por cálculos, con resultados de gran
confiabilidad; y por titulación con E.D.T.A.
Reactivos.
Solución amortiguadora: se disuelven 16.9 g de cloruro de amonio en 143 ml
de hidróxido de amonio concentrado; se agregan 1.25 g de sal de magnesio del
E.D.T.A. y se diluye a 250 ml con agua destilada. Consérvese en frascos de
platico o de cristal bien tapados para evitar perdidas de NH4+ o en entradas de
CO2. Descarte la solución cuando después de añadirla a la muestra se
produzca un pH de 10 ± 0.1 en el punto final de la titulación.
Solución indicadora: se mezclan 0.5 g de colorante ericromo negro T con 4.5
g de clorhidrato de hidroxilamina. Se disuelve esta mezcla en 100 ml de alcohol
etílico o isopropilico al 95%.
Titulador: titulador valorado de E.D.T.A., 0.01 M, calidad analítica. Se
disuelven 3.723 g de E.D.T.A. en 1000 ml de agua destilada y se titula con una
solución valorada de calcio para que 1 ml = 1.000 mg de CaCO3 siguiendo la
misma secuencia de tratamiento de la muestra.
Solución valorada de calcio: unos cuantos gramos de carbonato de calcio
pulverizado se secan a 105°C durante la noche o por mayor tiempo; se pesa 1
g y se coloca en un matraz Erlenmeyer de 50 ml y se agrega poco a poco HCl
1:1 hasta que haya disuelto todo el CaCO3; se agregan 200 ml de agua
destilada y se hierve por unos cuantos minutos, para expulsar el CO2; enfrié y
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agregue unas cuantas gotas de indicador de rojo de metilo y se ajusta a un
color anaranjado intermedio, según se requiera NH4OH 3 N o HCl 1:1. Se pasa
cualitativamente a un matraz de un litro y se diluye hasta el afore con agua
destilada. Esta solución valorada es equivalente a 1.00 mg de CaCO3 por 1.00
ml.
Solución de HCl 1:1: se colocan volúmenes iguales de HCl y agua destilada (1
ml de HCl X 1 ml de H2O).
Inhibidor: se disuelven 4.5 g de clorhidrato de hidroxilamina en 100 ml de
alcohol etílico o isopropilico al 95%. Como este inhibidor se agrega a la
solución del colorante, la solución se puede usar como inhibidor para los iones
interferentes de indicador de vire.
El análisis debe llevarse a cabo a la temperatura del laboratorio ya que el
cambio de color es muy lento a bajas temperaturas y el indicador se compone
de agua caliente.
Procedimiento para la determinación de dureza como CaCO3.
1.
2.
3.
4.
Se toman 25 ml de muestra y se diluye a 50 ml con agua destilada.
Se agrega 1 ml de la solución amortiguadora.
Cuatro gotas de indicador.
Titular lentamente hasta que desaparesca el tono rojiso de la solución.
Agregue las ultimas gotas a intervalos de 3 a 5 seg. Hasta lograr un
color azul que es el punto final de la titulación.
5. Se bebe procurar que el volumen del titulante no exceda los 15 ml. En tal
caso, aumentar la disolución de la muestra.
Cálculos.
Dureza de E.D.T.A. como mg/L CaCO3 = A X B X 1000
ml de muestra
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Universidad de Guadalajara.
Centro Universitario de los Lagos.
CALIDAD Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
PRÁCTICA No. 8
“MEDICIÓN DE CAUDALES”
OBJETIVO: El alumno comprobará experimentalmente la medición de un caudal, por
2 métodos diferentes, el del vertedero y el de las coordenadas.
MARCO TEORICO: Un vertedero es un dispositivo hidráulico, que consiste en una
escotadura a través de la cual se hace pasar una corriente de agua, éstos se emplean
a menudo por simplicidad y relativa facilidad de empleo, la escotadura puede ser en
forma de cuadrado, trapecio o triángulo. Los de ranura en V son más precisos para
medir flujos bajos que varíen entre 1.33 y 252 Lt/seg (0.08 y 15.1 m3/ min). Su principal
desventaja radica en que se tienen que instalar dentro de una caja cuadrada o
rectangular, pero un examen cuidadoso del sistema de alcantarillado puede revelar
cajas de registros, donde puede instalarse. El método de las coordenadas sirve para
medir el flujo en tuberías horizontales abiertas en un extremo.
Cuando es posible observar la descarga que cae libremente, ésta técnica no requiere
de dispositivos o instalaciones de equipos, solamente es necesario conocer el área de
la sección trasversal del tubo, la altura desde donde cae y la distancia a la que llega y
aplicar la siguiente formula:
Flujo (gpm) = 1800 (X) (A)/(Y)0.5 ó Flujo (lps) = 0.022133 (X)(A)/ (Y)0.5
Donde: X = Distancia a la que cae, en pies ó en cm.
A = Área de la sección transversal del tubo, en pies2 ó en cm2.
Y = Altura desde donde cae, en pies ó en cm.
MATERIAL
 Caja para el vertedero
 Vertedor triangular
 Flexómetro
 Cronómetro
PROCEDIMIENTO
1.- Diseño de un vertedor triangular de 60°.
 Tomar una hoja de papel tamaño carta y doblar a la mitad.
 A 6 cm del extremo doblado (A), marcar un ángulo de 30° y recortarlo, ésta va
ha ser la altura máxima del agua sobre la ranura del vertedero.
 Medir el valor de la ranura (D).
 Calcular los hombros del vertedero (E), con la siguiente formula:
 E = 0.75 D
 Calcular el valor de J, que es el largo del vertedero, con la siguiente formula:
 J=3A
 Diseñar la caja rectangular en donde va a ser instalado el vertedero, de
acuerdo a las medidas del mismo.
 Fabricarla de vidrio, madera, triplay ó del material que deseen.
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2.- Determinación del caudal con el vertedero.
 Se va a medir el caudal de una llave del laboratorio de Bioquimica.
 Abrir la llave y mantener el flujo constante, procurando que el agua caiga en el
espacio que queda antes del vertedero.
 Esperar a que el nivel del líquido fluya por la ranura en V, y que éste sea
constante.
 Medir la altura (h), del agua sobre la ranura en metros.
 Calcular el gasto.
FORMULA
Q = 0.775 h2.47
Q = 0.775 (__________) 2.47
Q = ____________ m3/seg
3.- Determinar el caudal por el método de las coordenadas.
 El caudal se va a determinar de una manguera que se encuentre en uno de los
jardines.
 Mantener el flujo de la llave constante.
 Con el Flexómetro medir el diámetro interno (D) de la manguera.
 Medir la altura a la que se encuentra la manguera (Y), desde el suelo hasta el
diámetro de la misma.
 Medir la distancia a la que cae el flujo del agua desde su salida (X).
 Calcular el flujo de litros por segundo.
FÓRMULA
Flujo (lps) = 0.022133 (X)(A)/(Y).5
Flujo (lps) = 0.022133 (_________) (_________) / (__________).5
Flujo = ____________ lps.
CUESTIONARIO
1.- ¿Cuáles son los dispositivos que se usan para determinar la velocidad de la
corriente superficial?
2.- ¿Cuál es la diferencia de un flotador superficial y un flotador sumergido?
3.- ¿Cuándo se utiliza el método volumétrico para determinar la velocidad de la
corriente de un agua residual?
4.- ¿Cuál es la manera de determinar la velocidad promedio de la corriente de un río?
5.- ¿Cuál es la diferencia de los dos métodos?
6.- Dibuje las medidas a escala de la caja y el vertedero.
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Universidad de Guadalajara.
Centro Universitario de los Lagos.
CALIDAD Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
PRÁCTICA No. 9
“COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN”
OBJETIVO: El alumno comprobará cual es el mejor tipo de coagulante y/o floculante,
para dos tipos diferentes de aguas residuales.
MARCO TEÓRICO:
Los procesos de coagulación y floculación se emplean para extraer del agua los
sólidos que en ella se encuentran suspendidos, siempre que su rapidez natural de
asentimiento, sea demasiado baja para proporcionar una sedimentación efectiva. La
clarificación del agua, el ablandamiento con al, el espesamiento del lodo y su
desecamiento, dependen de una correcta aplicación de las teorías de la coagulación y
la floculación para que puedan aplicarse con éxito.
Algunos productos tienen acción de coagulante y floculante a la vez, como la cal. Los
coagulantes usuales en el tratamiento del agua residual son las sales trivalentes de
Fierro, Aluminio, polímeros de peso molecular alto y alumbre, éstas sales crean
flóculos grandes que los hace muy usados en la práctica cotidiana. Es necesario
conocer que el tipo de coagulante o floculante depende en gran medida del agua
residual.
MATERIAL Y REACTIVOS









10 Recipientes de plástico de 1 lt.
10 Agitadores.
Balanza granataria.
Alumbre.
Cal.
Cloruro Férrico.
Caparrosa verde.
Agua residual 1
Agua residual 2
PROCEDIMIENTO
 Tomar 4 muestras de 500 ml. del agua residual número uno y colocarlas en los
frascos de plástico.
 Dejar un frasco sin coagulante para que sirva de patrón.
 Pesar 1 gr. de los diferentes coagulantes.
 Agregar los coagulantes a los 4 frascos al mismo tiempo y agitar.
 Dejar reposar 20 minutos para que reaccionen los coagulantes.
 Repetir el procedimiento con el agua residual número dos.
 Anotar las observaciones correspondientes.
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RESULTADOS
AGUA RESIDUAL 1
FRASCO REACTIVO
1
Cal
2
Alumbre
OBSERVACIONES
3
4
AGUA RESIDUAL 2
FRASCO REACTIVO
1
Cal
2
Alumbre
OBSERVACIONES
3
4
CUESTIONARIO
1.- ¿Cuál es la diferencia entre un coagulante y un floculante?
2.- ¿Cuál reactivo funcionó mejor en el Agua Residual número 1?
3.- ¿Cuál reactivo funcionó mejor en el Agua Residual número 2?
4.- ¿De qué depende la eficiencia de un coagulante?
5.- ¿Se puede usar el coagulante para el tratamiento de lodos?
6.- ¿Qué es un polímero?
7.- ¿Cuántos tipos de polímeros existen?
8.- ¿Qué se puede hacer con las partículas que no sedimentaron?
9.- ¿Cuáles son los parámetros de diseño para un tanque de coagulación?
10.- Cuando se pretende usar la coagulación-floculación en procesos alimenticios,
¿qué tipo de coagulante o floculante se utilizaría?
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BIBLIOGRAFIA.
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2. Arboleda Valencia, J. Teoría y Práctica de la Purificación del Agua.
3. Metcalf, Wastewater engineering, treatment, disposal and reuse. Mac
Graw Hill.
4. Montgomery, J. 1985. Water Treatment Principles and Design. John
Wiley & Sons.
5. Romero Rojas, J. 1999. Potabilización del agua. Editorial Alfa Omega.
6. Ramalho, R.S. 1978. Principles of activated sludge treatment, parts 1,
2, 3.
7. Tchobanglosus. Tratamiento de Aguas Residuales. Mc Graw Hill.
8. NALCO. MANUAL DEL AGUA.MC GRAW HILL.
9. PERRY, GREEN. MANUAL DEL INGENIERO QUIMICO. MC GRAW
HILL.
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