Practica Nº 8 (Virtual Noviembre 2020)TRATAMIENTO DE AGUAS PDF

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QMC 1 00 - LPRÁCTICA N° 8TRATAMIENTO DE AGUAS1 OBJETIVO GENERALEl objetivo de la práctica, es utilizar un polielectrolito natural, para eliminar la turbidez de una muestra de agua cruda, como paso previo a la potabilización.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS Utilizar como polielectrolito natural, la sabila de...

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GUÍA DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL QMC 100 - L

PRÁCTICA N° 8 TRATAMIENTO DE AGUAS 1

OBJETIVO GENERAL El objetivo de la práctica, es utilizar un polielectrolito natural, para eliminar la turbidez de una muestra de agua cruda, como paso previo a la potabilización.

1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS  

Utilizar como polielectrolito natural, la sabila de la penca de la tuna, como agente coagulante-floculante Determinar la eficiencia de este producto natural, en función a la concentración de éste vs la turbidez inicial de la mezcla

2 FUNDAMENTO TEORICO La operación de potabilización del agua, comprende una serie de procesos cuya finalidad es transformar la materia prima inicial (agua cruda), en producto final (agua potable). En este proceso de transformación del agua, se utilizan una serie de procesos y equipos, en una secuencia tal, que, el proceso siguiente va removiendo las impurezas que no eliminó la operación anterior. Entre las principales Operaciones Unitarias que comprende el tratamiento de aguas tenemos: TRANSFERENCIA DE SÓLIDOS (cribado, sedimentación, filtración, etc.); TRANSFERENCIA DE IONES (coagulación, floculación, etc.); TRANSFERENCIA DE GASES (aireación, desinfección, etc.). Un diagrama de flujo general, del tratamiento de aguas es el siguiente: AGUA CRUDA CRIBADO AIREACION FLOCULACION SEDIMENTACION FILTRACION DESINFECCION AGUA POTABLE

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GUÍA DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL QMC 100 - L En una Planta de Tratamiento de Aguas (PTA), este diagrama de flujo se modifica, de acuerdo a las características fisicoquímicas del agua cruda. Es importante tomar en cuenta, los siguientes conceptos: 2.1 Turbidez (turbiedad): Es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia, debido a la presencia de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión contenga el agua (Tebutt, 2010), más sucia parecerá ésta y más alta será la turbidez. La turbidez es considerada una medida de la calidad del agua. La Turbidez se determina en NTU (Unidades Nefelometricas de Turbidez); una muestra de agua potable, está en el rango de 0-5 NTU (Norma Boliviana 512) 2.2 Coagulación-Floculación: Para poder eliminar la turbidez de una muestra de agua cruda, se recurre a los procesos de coagulación y floculación, donde la coagulación tiene por objeto, facilitar la aglomeración de las partículas coloidales (utilizando sales de aluminio, de hierro o polielectrolitos(químicos o naturales)); mientras que la floculación , se realiza, mediante la mezcla lenta entre las partículas desestabilizadas, aglutinándolas, generando flóculos (flocs ó flogs), los cuales, pueden ser fácilmente removidos, mediante procesos de decantación y filtración. (R.Schulz, 2009). 2.3 pH: Es el factor más importante, que se debe tener en cuenta durante el proceso de coagulación, debido a que cada muestra de agua a tratar, presenta un rango de pH diferente; cuando se emplean sales de aluminio como químico coagulante, el rango adecuado de pH admitido para el proceso, debe estar entre 6.5 a 8.0, mientras que, para las sales de hierro, el rango de pH debe estar 5.5 a 8.5 unidades. En caso de que la muestra esté en un rango de mayor alcalinidad a la mencionada, se deberá utilizar mayor cantidad de coagulante y, si estuviese la muestra muy acida, se deberá utilizar una solución de cal (volumen necesario, para llegar al pH adecuado)

3 MATERIALES Y REACTIVOS 3.1 Materiales ITEM 1 2 3 4 5 6 7

MATERIAL Recipiente de vidrio Cucharilla Cuchillo o navaja Tabla de madera Filtro (botella PET) Arena Manguera de goma

CARACTERÍSTICA 750-1000 ml desechable

ITEM 1

REACTIVO Polímero natural (Penca de la Tuna)

Fabricado por el alumno Distintas granulometrías 1cm diámetro-30 cm largo

CANTIDAD 4 1 1 1 1 Ver guia 1

CARACTERÍSTICA Preparada en trozos

CANTIDAD ***

*** De acuerdo a las características fisicoquímicas de cada muestra (ej. Turbidez, pH, etc)

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4 Procedimiento 4.1 Trabajo Previo El alumno deberá realizar el ensayo, en duplicado, para ello debe contar por lo menos con 2 litros de agua cruda (NO agua servida), a obtenerse de las siguientes fuentes: o Planta Achachica (EPSAS) (Estanque de agua cruda) o Rio Irpavi (a una cuadra de la puerta principal de la Universidad de la Salle, acceso sin riesgo por el puente Bolognia-Irpavi(unidad policial). El bus Puma Katari tiene su parada, a dos cuadras de este punto. o O cualquier otra fuente, que no sea de riesgo, la toma de muestra Nota: La toma de muestra, debe realizarse con todas las medidas de bioseguridad (guantes desechables, barbijo), llevar a parte del recipiente principal (muestra), uno adicional (vaso de plástico de 250 ml), para recolectar la muestra.  El filtro con arena, puede ser confeccionado en botella PET trasparente (invertida cortando la base), preferentemente aquella que haya contenido agua. Teniendo en cuenta que una botella de agua (1 litro), tiene una altura aproximada de 30 cm, distribuir las capas de arena de la siguiente manera (de abajo hacia arriba): - 15 cm de arena granulometría fina - 4 cm de arena granulometría mediana - 4 cm de arena granulometría grande Para evitar que salga la arena del filtro, por el desagüe de éste, se deberá colocar un pedazo de tela porosa, o algodón o la tapa plástica, propia del recipiente, donde previamente se realice, pequeñas perforaciones. La proporción de arena indicada anteriormente, deberá ser mantenida en caso de que el filtro sea confeccionado en otro tipo de recipiente. Nota. - Las arenas a utilizar deberán ser lavadas previamente (sin detergente) y al introducir al recipiente, evitar el llenado compactado. 

4.2 Parte Experimental 1) En un recipiente de vidrio (500-1000cm 3), vaciar el contenido de agua cruda (aprox. un 75% del volumen del recipiente de vidrio), agregar una cucharilla de penca en trozos (como coagulante) y agitar(remover) mezclando completamente alrededor de tres-cuatro minutos, luego agitar en forma lenta (un minuto) (floculación), y dejar sedimentar por espacio de veinte minutos. 2) Con ayuda de una manguera (o una jeringa hipodérmica), sifonar la parte sedimentada (aprox. a unos 10 cm. de la base del recipiente de vidrio) a otro recipiente de vidrio (muestra A), sacar una foto comparando con la muestra original de agua cruda. 3) La muestra A, filtrar y recibir el filtrado en otro recipiente de vidrio (muestra A1), sacar una foto de las muestras A y A1 (observe la remoción de turbidez, como efecto de la filtración). 4) Finalmente obtenga una foto de las tres muestras (agua cruda, muestra A, muestra A1) y observe la remoción total de los sólidos disueltos, de la muestra de agua cruda

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GUÍA DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL QMC 100 - L 5) Importante mencionar en el informe, los cambios fisicoquímicos observados, para las conclusiones a reportar Nota. - Repetir el proceso, utilizando 2 cucharillas de penca de tuna (o más), en consulta con el(la) Docente, y compare ambos procesos.

5 Datos Experimentales En esta Práctica, no tendremos datos experimentales, solamente apreciaciones visuales; entonces en el informe, se deberán reportar los cambios observados, justificando con las fotografías (o videos cortos) a obtener.

6 Cuestionario 1.- Defina los siguientes conceptos: a) Ingeniería Sanitaria b) Represa ó Embalse c) Planta de Tratamiento de Aguas d) Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O.) e) Demanda Química de Oxígeno (D.Q.O.) f) Agua Potable g) Agua servida (residual) ó negra 2.- a) Cual es la importancia de una prueba de Jarras? (mencione por lo menos tres) b) ¿Cuál es el objetivo y la importancia, en la determinación de cloro libre en el agua potable? 3.- a) Que se entiende por Dureza del agua? b) Cual es la diferencia entre Dureza temporal y Dureza permanente? 4.- Indicar el significado del agua potable que tenga las siguientes características: Indice de Langelier > 0 Indice de Langelier < 0 Indice de Langelier = 0 Ud. como Ingeniero de Planta de una Industria, con qué tipo de agua (en función al Indice de Langelier ) preferiría trabajar? Justifique su respuesta. 7. Bibliografía

David, J. (2010). Quimica del agua. Mc Graw-Hill. Powell, S. (2008). Manual de agua para Usos Industriales. Ciencia y Tecnica. R.Schulz, C. (2009). Tratamiento de aguas superficiales para paises en desarrollo. Ciencia y Tecnica. Rodier. (2000). Purificaion de Aguas. Mc Graw-Hill. Tebutt, T. (2010). Fundamentos de Control de la Calidad de agua. Mc Graw-Hill. Practica de laboratorio elaborada por: Ing. Luis Cuevas Maldonado. Octubre 2020

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