Laboratorio de test de jarras PDF

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TEST DE JARRAS- LABOLATORIO...

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1. TEST DE JARRAS O PRUEBA DE TRATABILIDAD 2. AUTORES Yeretza Linares 1. 3. RESUMEN Introducción El test de jarras es un error y ensayo que permite encontrar la dosis necesaria para añadir los coagulantes al agua, este se compone de diferentes etapas como lo son la etapa de coagulación , la etapa de floculación y la etapa de sedimentación Objetivos Conocer las etapas utilizadas en el test de jarras Materiales muestra de agua, Beaker, probeta,pipeta graduada y pipeteador, los equipos utilizados en esta práctica son el espectrofotómetro, turbidímetro, conductímetro y un equipo de test de jarras con 6 pruebas Conclusión Nos dimos cuenta que la cantidad de coagulantes en el agua es de vital importancia para formar el floc por medio de una agitación Palabras clave Floc, agitación, coagulantes, PORCENTAJE DE REMOCIÓN, TURBIDIMETRO 1.Estudiantes de facultad del medio ambiente y recursos naturales. Tecnología en gestión ambiental y servicios públicos .calidad del agua grupo 481.

4. INTRODUCCIÓN El test de jarras es una prueba de tratabilidad y de ensayo para encontrar la dosis óptima de coagulantes que se le deben añadir al agua, esta consta de diferentes etapas. En la etapa de coagulación lo que sucede es que mediante la adición de sustancia químicas que son los coagulantes se genera la desestabilización eléctrica de algunas partículas. Esta operación se efectúa en unidades y tanques de mezcla rápida, en los cuales el agua se somete a agitación muy intensa para formar una solución homogénea de los coagulantes con el agua en el menor tiempo posible; la siguiente etapa es la de floculación, está consiste en unir las moléculas del floc (cargadas +) a los sólidos suspendidos o STD (cargados -) de tal manera que estas adquieran mayor peso y por efecto de gravedad causan al fondo del tanque; y por último, la etapa de sedimentación es la remoción de partículas más pesadas que el agua por acción de la fuerza de gravedad. Mediante este proceso se eliminan materiales en suspensión empleando un tiempo de retención adecuado. Estos sólidos están constituidos generalmente por arenas, limos y coloides agrupados mediante las etapas anteriores de coagulación y floculación.a continuación se entrará más en detalle de cada etapa del test de jarras. 5. MARCO TEÓRICO O CONCEPTUAL ● Test de jarras En la prueba de jarras se utiliza variaciones en la dosis del polímero o coagulante en cada jarra (generalmente 6 jarras), permitiendo la reducción de los coloides en

suspensión y materia orgánica a través del proceso de floculación; es decir, simula los procesos unitarios de coagulación, floculación y sedimentación, permitiendo además realizar el ajuste en el pH de cada muestra hasta llegar a los valores en los que la floculación alcanza sus mejores resultados (generalmente entre 7.3 a 7.6) (Navarro, 2015) Se utiliza este método cuando se requiere determinar la dosis óptima de coagulantes en plantas de tratamiento de agua potable y/o agua residual, especialmente cuando la calidad del agua fluctúa rápidamente; así como para establecer las dosis óptimas de polímero a ser utilizado en procesos de deshidratación de lodos.(Navarro, 2015)

(Andia, 2013)

(Andia, 2013)

(Andia, 2013)

(Andia, 2013)

(Andia, 2013)

7. CUESTIONARIO 7.1 Mencionar por lo menos cinco tipos de coagulantes de tipo inorgánico y cinco de tipo orgánico utilizados en los procesos de coagulación y floculación. ● De tipo orgánico: Almidones, mandioca o yuca, derivados de celulosa, semillas de durazno o habas y extracto de almendras. ● De tipo inorgánico: Sales de aluminio, sulfatos, óxidos de calcio, sales de zinc y ácido sulfúrico 7.2 ¿Cuáles son las variables fisicoquímicas que se deben tener en cuenta para un óptimo funcionamiento de los coagulantes en los procesos de potabilización?

7.3 7.4 Explicar en qué consiste coagulación, floculación y sedimentación en los sistemas de tratamiento de aguas ● Sedimentación

La sedimentación es una operación unitaria dentro de los procesos de tratamiento de aguas que tiene como finalidad el remover los sólidos suspendidos que el agua pueda contener. Los sólidos en suspensión sedimentables son aquellos que por acción de la

gravedad se separan del seno del líquido y son arrastrados hacia el fondo del tanque sedimentador, donde pueden ser separados del agua a la cual se desea darle tratamiento para remoción de dichas partículas. Los sólidos sedimentables son aquellos que tienen una densidad mayor a la del líquido donde se encuentran (generalmente agua) y su remoción del agua o líquido a tratar es deseable por razones estéticas y de calidad bacteriológica del agua que se pretende consumir. Aún y cuando teóricamente deben separarse todas las partículas más densas que el líquido que contiene dichos sólidos, la eficiencia del proceso de remoción es generalmente baja ya que en el proceso de separación están involucrados otros factores como corrientes de turbulencia y de desestabilización de la cama de lodos, etc. ●

Coagulación y floculación

La coagulación es un proceso fisicoquímico tendiente a formar partículas mas grandes y de mayor peso por unidad de volumen (mayor densidad o peso específico). La coagulación consiste en la dosificación de compuestos químicos que provocan la formación de polímeros que atrapan o encapsulan las partículas coloidales (partículas de muy pequeño tamaño), que por si mismas nunca lograrían separarse del líquido que las contiene. En la práctica se emplean coagulantes muy diversos entre ellos tenemos: Sulfato de Aluminio Sulfato Ferroso Sulfato Férrico Otros agentes que también se emplean para coagular y que se les llama auxiliares de la coagulación son: la cal o hidróxido de calcio y el carbonato de sodio. Estos compuestos favorecen la coagulación al ajustar el valor del pH a un valor óptimo para la formación del polímero que atrapa las partículas o para incrementar la alcalinidad del agua y favorecer la aparición del coagulo. La floculación es un fenómeno, también de carácter físico y químico, que provoca la formación de conglomerados de folículos o partículas a partir de los coágulos formados en el proceso de coagulación. Los floculantes consisten de polímeros sintéticos de muy alto peso molecular, que tienen una a los ramales de estas moléculas gigantes, por mecanismos de fuerzas de adhesión físicas, así como por fuerzas de atracción electrostática y de otro tipo (fuerzas de London, de Van Der Waals, etc.). El resultado final de un proceso coagulación/floculación es: Coagulación: la formación de partículas de mayor tamaño y peso específico, a partir de material coloidal por un proceso de coagulación. Floculación: La formación de partículas de mayor tamaño y densidad, a partir de los coágulos producidos anteriormente que floculan por la acción de un agente químico 7.5 Qué tipo de herramientas serían necesarias para aplicar los resultados del test de jarras a la aplicación real de un sistema de tratamiento de agua.

8. METODOLOGÍA Ensayo y error para encontrar la dosis óptima de coagulantes que se le debe añadir al agua para tratarla químicamente.

ETAPAS 1. Etapa de coagulación: añadir coagulante al agua para que por reacción química se forme un floc.

H 2O +FeCl 3 → Fe(OH )3 Agitación fuerte

H 2O+ Al 2(SO 4 ) 3 → Al(OH )3 Agitación fuerte ● COAGULANTES +3 ,+2

Fe❑

=FeCl , FeCl ❑2+Fe ❑2 (S O 4 )❑3 , FeS O 4 −↓Turbiedad

¿ l+3= A l2 O 3 Alúmina , A l2 (S O 3)❑3−↓ ¿❑ A¿ Sales Mg y Ca ● Coayudantes de Coagulación Polímeros

↓ ↓ ↓

→ ionico → Cationico → Anionicos

No iónicos ● ● ● ●

Simulación de mezcla rápida. Agitación fuerte ( Alta velocidad angular) 100 - 200 r.p.m Tiempo corto de 1 - 5 min

2. Etapa de floculación: Unir el floc a los sólidos para que este adquiera mayor peso y por efecto de gravedad se precipite o caiga al fondo del tanque .

Floc 5 . 5

poten cial 2 tama ño del grano

● Simulación de la mezcla lenta: Agitación lenta con baja velocidad ● 20 r.p.m ● Tiempo 10 - 15 min 3. Etapa de sedimentación o decantación

Floc

Bafles

Agua clara

Lodo 4. Etapa de filtración De Carbón Lecho Arena Lecho Grava

9. RESULTADOS

Period 1 Team 1

Period 2 24

89

Team 2

36

24

Team 3

12

37

Team 4

38

63

● Tabla de resultados:

10. ANÁLISIS DE RESULTADOS ● De acuerdo con Navarro, 2015, la turbiedad que se presenta en las jarras debe ser menor de 2 ntu, lo que quiere decir que la

jarra número tres no cumple con los reglamentos requeridos de turbiedad; mientras que las jarras número uno y número dos se encuentran dentro de los parámetros establecidos. ● Tomando como referencia a Andia, Y (2013), La cantidad del coagulante a utilizar tiene influencia directa en la eficiencia de la coagulación, de modo que poca cantidad del coagulante, no neutraliza totalmente la carga de la partícula, la formación de los microflóculos es muy escaso, por lo tanto la turbiedad residual es elevada. La alta cantidad de coagulante produce la inversión de la carga de la partícula, conduce a la formación de gran cantidad de microflóculos con tamaños muy pequeños cuyas velocidades de sedimentación muy bajas, por lo tanto la turbiedad residual es igualmente elevada. Es decir, que la falla obtenida de la jarra número tres fue debido al coagulante, pudo haberse presentado una poca cantidad de coagulante o por el contrario pudo haberse excedido la cantidad de éste, ocasionando inconveniente al momento de obtener la turbiedad y dejando como resultado un valor mayor a 2 ntu. 11. CONCLUSIONES

● Las pruebas de jarras son de gran utilidad para determinar la dosis óptima en un proceso de agua potable. ● Visualizamos la función del coagulante y nos dimos cuenta que no es necesario agregar altas cantidades de coagulante para obtener óptimos resultados. 12. BIBLIOGRAFÍA

● Ing. Natalia Navarro, 2015. Prueba de Jarras - ISA Ingeniería y Servicios Ambientales. Consultado el 20/11/2017, recuperado vía web de la página http://www.isa.ec/index.php/va-viene/entry/prueba-de-jarras ● Andia, Y (2013). Tratamiento de agua y floculación. Sedapal. Consultado el 20/11/2017, recuperado vía web de la página http://www.sedapal.com.pe/c/document_library/get_file?uuid=2792d3e3-59b7-4b9eae55-56209841d9b8&groupId=101

● FLÓREZ. 2010. CLARIFICACIÓN DE AGUAS USANDO COAGULANTES POLIMERIZADOS: CASO DEL HIDROXICLORURO DE ALUMINIO, JUAN MIGUEL COGOLLO. Consultado el 20/11/2017, recuperado vía web de la página http://revistas.unal.edu.co/dtividadioneew/256/39133...