informe coagulante

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DE LA COSTA, CUCDEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

LA CONCENTRACION DE LA SOLUCIÓN DEL COAGULANTE Y SU INCIDENCIA EN LA CLARIFICACION DEL AGUA

Juan Carbonell, Jeyson Romero, Luis lindarte, Angie GarcíaIng. Rubén Cantero. Grupo BD- 2013-02-26

Laboratorio tratamiento de agua potable. Universidad de la Costa, Barranquilla

ResumenEn esta experiencia de laboratorio se realizó la clarificación del agua con agua residual; el cual consiste en determinar parámetros químicos, físicos y organolépticos del agua y realizar la prueba de jarra, luego se preparó una solución de sulfato de aluminio para cada jarra; para eso se realizaron los respectivos cálculos para determinar la concentración. Así observar los flóculos durante la agitación, y el sedimento que se forma después de la agitación.

Palabras clavesClarificación, parámetros, sulfato de aluminio, prueba de jarra, flóculos, sedimento.

AbstractIn this experience of laboratory the clarification of the water was realized by residual water; which consists of determining chemical, physical parameters and organolépticos of the water and of realizing the test of pitcher, then prepared for himself a solution of sulfate of aluminium for every pitcher; for it the respective calculations were realized to determine the concentration. This way the flóculos observe during the agitation, and the sediment that is formed after the agitation.

Key wordsClarification, parameters, sulfate of aluminium, test of pitcher, flóculos, sediment.

IntroducciónLa coagulación provee el proceso de tratamiento de agua mediante el cual la materia coloidal finamente dividida y suspendida en el agua se aglomera y forma floculo. El tamaño de las partículas coloidales se encuentra entre los sólidos disueltos y la materia suspendida. Mediante la repulsión electrostática y la hidratación se mantiene a los colides en suspensión (estabilizados). La repulsión electrostática

ocurre porque usualmente los coloides tiene una superficie cargada debido a la presencia de una capa doble de iones alrededor de cada partícula. Así el coloide tiene una carga eléctrica mayormente negativa.

1. Fundamentos Teóricos

La dosificación en húmedo es más recomendable, por costos de equipo y precisión en la aplicación.Los coagulantes metálicos deben ser preparados en soluciones con una concentración tal que permita su rápida dispersión, sin que hidrolicen antes de ser aplicados al agua.Durante la preparación de la solución de coagulante en la planta de tratamiento o en el laboratorio ésta puede hidrolizarse, especialmente cuando se prepara demasiado diluida. Este fenómeno incide negativamente en la eficiencia del proceso de coagulación, el cual puede ser observado en el presente ensayo.

Transferencia de gases:Es el proceso en el cual el agua expuesta al aire permite escapar o adsorber un gas. Ejemplos de su aplicación constituyen la adición de oxigeno por aeración mediante la aspersión o el burbujeo, para la remoción de hierro y manganeso; la remoción de bióxido de carbono, acido sulfhídrico y sustancias volátiles olorosas para el control de corrosión y olor; la adición de ozono o cloro gaseosos para desinfección y la recarbonatación del agua ablandada con cal.Transferencia de iones:Puede efectuarse por:Coagulación química. Es el proceso que consiste básicamente en la adición de una sustancia química soluble o coagulante al agua, la cual transfiere sus iones a sustancia poco o no sedimentables o a sólidos coloidales, formando agregados o sólidos fácilmente sedimentables. La precipitación de los iones se presenta en condiciones aceptables de pH y alcalinidad,

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necesitándose de procesos auxiliares de dosificación, mezcla y floculación. Un ejemplo de este proceso constituye la adición de sulfato de aluminio para la remoción de turbiedad y color.

Precipitación química. Es un proceso que consiste en la adición de una sustancia química soluble al agua, cuyos iones reaccionan con los iones de la sustancia que se desea remover, formando un precipitado.se optimiza el proceso de remoción con valores adecuados de pH y alcalinidad. Ejemplos de este proceso son la remoción de hierro por adición de cal y el ablandamiento del agua por adición de cal para precipitar la dureza carbonatada. Para su ejecución se requiere de procesos auxiliares como la dosificación, la mezcla y la floculación.

Intercambio iónico. Consiste en el cambio de iones específicos del agua por iones complementarios que son parte de un medio solido de intercambio. Ejemplo de este proceso lo constituye el ablandamiento del agua por intercambio de iones de calcio y magnesio por iones de sodio, al pasar el agua por un manto de zeolitas de sodio, los cuales son re generables con agua salada o salmuera.Adsorción. Proceso que consiste en la remoción de iones y moléculas (adsorbatos) de la solución, mediante su concentración en la interfase del medio adsorbente, por medio de fuerzas interfaciales. Un ejemplo es la remoción de sustancia productoras de olores y sabores, mediante la adición de carbón activado pulverizado, el cual es posteriormente removido por sedimentación y filtración.

Estabilización de solutos Es una operación en la cual solutos objetables son convertidos en forma no objetables, sin llegar a su remoción. Son ejemplos de este proceso, la adición de cal al agua, o su paso atreves de lechos de mármol, para la conversión del bióxido de carbono en biocarbonato soluble, o la sobrecloracion del agua para la oxidación de sustancia productoras de olor.Transferencia de sólidosMediante este proceso los sólidos son separados del agua por cribado, sedimentación, flotación y filtraciónCribado. Llamado también cernido, consiste en hacer pasar el agua a través de

barras o mallas que retienen los sólidos suspendidos mayores que sus aberturas, tales como hojas, o trozos de madera, y aun algas mediante el microcemido.Ocasionalmente estos materiales son desmenuzados con el objeto de reducir su tamaño hasta sólidos más finos, que normalmente son regresados al agua para separarlos después conjuntamente con otros sólidos en suspensión, mediante el proceso de sedimentación. Sedimentación. Proceso en el cual se remueven los sólidos en suspensión más pesados que el agua, por medio de la fuerza gravitacional. Como ejemplo se pueden citar la remoción de arena en los desarenadores y la remoción de sólidos suspendidos en los decantadores de una planta, previa coagulación del agua.Flotación. Consiste en la remoción de sólidos más livianos que el agua en condiciones de quietud o por la adición de agentes de flotación. Las sustancias naturalmente más livianas que el agua, o que se vuelven más ligeras que ella, ascienden hasta la superficie, de donde son retiradas por desnatado. Ejemplos de estos procesos lo constituyen la remoción de aceites y grasas y la eliminación de color y aun de turbiedad, utilizando compuestos químicos o microburbujas de aire.Filtración. La filtración es un proceso complejo en el cual se combinan el cernido, la sedimentación, el contacto interfacil y aun la floculación, para transferir sólidos suspendidos y floculos a granos de arena, carbón, diatomeas y otros materiales, del cual son posteriormente retirados. Como ejemplos pueden mencionar la filtración lenta en lechos de arena o cascara de coco o arroz, y la filtración rápida en lechos de arena y antracita.

2. Desarrollo experimental

Se Determinó la turbiedad, color, temperatura y pH del agua cruda.Se Preparó una solución de sulfato de aluminio tipo B al 1% y luego se procedió a determinar la dosis óptima de coagulante de la muestra en estudio. Se Prepararon soluciones de sulfato de aluminio al 1, 5, 10, 15, 20 y 40%.Luego se Realizó un ensayo de jarras aplicando la dosis óptima de coagulante en cada jarra con una concentración diferente,

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a 100 r.p.m. durante 60 seg.; una floculación a 45 r.p.m. durante 15 minutos y una sedimentación por 8 minutos.Se Tomó simultáneamente una muestra en cada jarra y se les determino color, turbiedad y pH.

Materiales

Equipo de pruebas de jarra Turbidímetro Comparador de color PHmetro Balanza Cronómetro Pipetas Probetas Beackers Sulfato de aluminio

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3. cálculos y análisis

Procedencia Río Magdalena (Sector de Las Flores)

AspectoMuestra

1Muestra

2Promedio

Turbiedad (UNT)

419 422 420,5

Color (UPC) 280 280 280pH 6,74 6,92 6,83

Alcalinidad (mg/L)

132 120 12,5

Temperatura (°C)

24 23,9 23,95

Tabla 1: Información del agua cruda

Volumen de la jarra: 500mlDosis de coagulante empelada: 40mg/L

Para calcular la dosis (mg/L) para cada una de las concentraciones de la solución (de 1%, 5%, 110%, 15%, 20% y 40%), se realiza lo siguiente:Para 1%:

Para 5%:

Para 10%:

Para 15%:

Para 20%:

Para 40%:

Tabla 2: Resultados. Concentración de solución de Coagulante. (Ver Anexos)

Observaciones:Durante la agitación o floculación, la solución de 15% de concentración tiene mayor tamaño de flóculo, la de 1% tiene partículas finas y pequeñas y la de 40% tiene poca floculación. Después de la agitación, se produce la sedimentación de las partículas.

4. Cuestionario

PROBLEMA Y PREGUNTA Cuántos litros/min. de agua debe

entrar a la cámara de solución de un dosificador en seco de sulfato de aluminio en una planta de

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tratamiento de 50 litros/seg. utilizando la dosis óptima determinada en el presente ensayo, si se desea aplicar el sulfato de aluminio en una solución al 1%.

R=

Averigüe sobre los diferentes tipos de Coagulantes que se le aplican al agua cruda para el proceso de coagulación

R=

Sulfato de aluminio: Cristales o en solución, soluble en agua, insoluble en alcohol, tiene sabor dulce, estable en el aire, el sulfato de aluminio, conocido como tipo B, se produce a partir de bauxita o arcilla, con un alto contenido de alúmina. Como utilizando del papel, se producen utilizando materias primas de alta pureza, libres de hierro, como la alúmina hidratada, en lugar de bauxita y acido sulfúrico en un grado especial. Así se obtiene un producto blanco, con un contenido de oxido de Fe, de solo a 0.005% a 0.01%. El alumbre libre de hierro, es importante en la manufactura de papeles, en los cuales la presencia de hierro causa problema de color.Sulfato cúprico: Es un polvo cristalino (como la arena) o granulo de color blanco o blanco azulado e inodoro. Se utiliza como algicida, fungicida, herbicida, aditivo alimentario y conservante de la madera, y en pirotecnia, textiles y galvanoplastia.Coagulante polimérico: Líquido catiónico a base de poliacrilamidas, polímeros orgánicos sintéticos de alto desempeño en clarificación de aguas por su carácter catiónico, es efectivo a bajas dosis por su bajo volumen de lodos; perfecto para la disminución o eliminación de álcalis, reducción de iones cloruro y sulfato en agua.Aluminato sódico: Incoloro, inodoro, insípido, fuertemente alcalino. Tipo de sólidos: polvo blanco o gránulos, higroscópico, es fácilmente soluble en agua. La solución acuosa puede absorber CO2 y precipitar forma de hidróxido de aluminio. La adición de NaOH se requiere para aumentar la estabilidad. Tipo de líquido: suspensión transparente, estable durante la vida de almacenamiento. Estancia prolongada de solución acuosa

diluida puede causar precipitado de hidróxido de aluminio.Sulfato férrico: Es un sólido en forma de polvo blanco grisáceo o un sólido cristalino amarillo (como arena). Se empela en pigmentos y fertilizantes, para colorear textiles, y en el tratamiento de agua y el acabado de metales (desoxidación y pulimento).

5. Conclusión

Cuando se realizó la prueba de jarra, la jarra con una concentración de sulfato de aluminio de 40mg/L presentó poca floculación, ya que a medida que aumentaba la concentración, mayor es el tiempo que demora para flocular.

Después de la agitación, la jarra con una concentración de 5mg/L es la que más sedimentos presenta, mientras que la de 15mg/L es la que menos presenta sedimentos.

Basándonos en los resultados obtenidos luego de haber terminado el ensayo podríamos concluir que la turbidez y el color se ven directamente afectados por la cantidad de concentración de la solución presente en la muestra, debido a que se observo que para la jarra con la concentración de la solución más baja el valor de color y turbidez fue el más bajo y para la jarra con mayor concentración los valores fueron los más altos, es decir, según lo observado podemos decir que la turbidez y el color aumentan conforme aumente la concentración de la solución.

Es muy importante mencionar que en los resultados de PH se observo algo opuesto a lo observado en la turbidez y en el color, es decir, para el PH podríamos decir que su valor es inversamente proporcional a la concentración de la solución debido a que si la concentración es mayor el pH es menor y por el contrario si la concentración disminuye el PH aumentara

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Bibliografía

Calidad de Agua. DISPONIBLE EN:http://www.monografias.com/trabajos40/calidad-agua-miranda/calidad-agua-miranda.shtmlCONSULTA 26-02-13

Conductividad Eléctrica. DISPONIBLE EN: <http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/capitulos_fluoreciencia/calaguas_cap8.pdf>.CONSULTA 26-02-2013

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http://atenea.udistrital.edu.co/grupos/fluoreciencia/capitulos_fluoreciencia/calaguas_cap8.pdf



http://www.monografias.com/trabajos40/calidad-agua-miranda/calidad-agua-miranda.shtml



ANEXOS

Tabla 2: Resultados. Concentración de solución de Coagulante.

Dosis (mg/L)

Concentración de la solución

ml aplicados

Turbiedad final (UNT)

Color final (UPC)

pH final Alcalinidad final

(mg/L)10000 1% 4 12,1 20 6,67 4450000 5% 4 19,1 20 4,86 8

100000 10% 4 12,6 20 4,31 12150000 15% 4 16,8 20 4,39 28200000 20% 4 15,6 20 4,51 40400000 40% 4 23,3 30 4,66 40

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