• Author / Uploaded
• JHOAN FERNANDEZ

Citation preview

Laboratorio 2

“PRETRATAMIENTO DEL AGUA PARA USO INDUSTRIAL” CARRERA

:

CICLO

:

SECCIÓN

:

DOCENTE

:

CURSO

:

ALUMNO

:

“ Tecnología de la produccion”

“II”

FECHA DE REALIZACIÓN:

FECHA DE ENTREGA

:

2017- I TRUJILLO – PERÚ

LABORATORIO Nº. 2

PRETRATAMIENTO DEL AGUA PARA USO INDUSTRIAL

I.

OBJETIVOS  Efectuar procedimiento de pretratamiento de agua natural para uso industrial.  Comparar las operaciones de sedimentación natural y otra usando coagulantes.  Proponer un procedimiento para un proceso industrial de clarificación del agua.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO Clarificación es el principal proceso de separación sólido/líquido, en cualquier planta moderna de tratamiento de aguas, sea potable o para uso industrial. El sistema de clarificación mejora la calidad del agua removiendo partículas materiales que causan turbidez y coloración. MÉTODOS DE CLARIFICACIÓN Hay tres métodos fundamentales de clarificación,  Sedimentación  Flotación  Filtración SEDIMENTACIÓN La sedimentación emplea la fuerza de gravedad para causar que partículas sólidas caigan a través de agua, bajo la influencia de la gravedad, al fondo del tanque donde es colectado y removido. Partículas cuya densidad es mayor que la densidad del agua sedimentarán. Cuanto mayor es la densidad de la partícula, más rápido sedimentará. La velocidad a la cual las partículas caen a través del agua se llama “velocidad de sedimentación”.

Cono de Imhof

Figura 1. Sedimentación por gravedad

Cono de Imhoff Es un contenedor con forma de cono, usado para medir el volumen de sólidos depositados en un volumen específico de agua.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

Sedimentación Convencional La mayoría de los clarificadores por sedimentación utilizados en tratamiento de aguas son de flujo horizontal. Los clarificadores de flujo horizontal pueden ser rectangulares o circulares. En tratamiento de aguas, los clarificadores horizontales son los más comunes. La mayoría de clarificadores por sedimentación son limpiados continuamente con equipos mecánicos.

Figura 2. Clarificador convencional

COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN Estamos acostumbrados a clasificar en tres categorías los compuestos del agua: sólidos suspendidos, partículas coloidales (menos de 1 micra) y sustancias disueltas (menos que varios nanómetros). Los procesos de coagulación-floculación facilitan el retiro de los SS y de las partículas coloidales. Esta es usada en la etapa final de la separación de los sólidos-líquidos: deposición, flotación o filtración. Coagulación es la desestabilización de las partículas coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado coagulante. La floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en microflóculos y después en los flóculos más grandes que pueden ser

depositados llamados flóculo. La adición de otro reactivo llamado floculante o una ayuda del floculante pueden promover la formación del flóculo. Los factores, que pueden promover la coagulación-floculación, son el gradiente de la velocidad, el tiempo, y el pH. El tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la probabilidad de que las partículas se unan. Por otra parte el pH es un factor prominente en el retiro de coloides. Principios de Coagulación En la coagulación, se aplica un producto químico (alumbre con ión trivalente positivos o polímeros sintéticos) al agua a tratar, con el fin de neutralizar y desestabilizar las cargas en las partículas de coloides. Las partículas coloidales desestabilizadas se adhieren unos a otros. Debido a que muchas de estas partículas coloidales están presentes en el agua, la neutralización de cargas entre todas las partículas requiere una dispersión inmediata del coagulante. Las reacciones de desestabilización ocurren muy rápidamente. Por lo tanto, un mezclado incompleto o lento resulta en desperdicio de productos químicos y una floculación pobre.

Figura 3. Desestabilización del coloide y comprensión de la capa difusa.

En la Figura 3 se muestra como los coagulantes cancelan las cargas eléctricas sobre la superficie del coloide permitiendo la aglomeración y la formación de flóculos. Estos flóculos inicialmente son pequeños, pero se juntan y forman aglomerados mayores capaces de sedimentar. Para favorecer la formación de aglomerados de mayor tamaño se adicionan un grupo de productos denominados floculantes.

Principio de Floculación Una vez que la desestabilización ha ocurrido, el movimiento al azar de las partículas causa colisiones entre éstas, resultando en la formación de partículas más grandes o flóculos. Estas partículas neutralizadas se pegan entre ellos formando masas de flóculos. Las partículas de bacterias también son neutralizadas (pero no activada físicamente) y aparecen introducidos dentro del flóculo. A medida que el mezclado continua, aumenta el tamaño de la particular y el peso hasta un punto en que el flóculo más grande pueda ser removido por filtración.

Figura 4. Formando un flóculo

Figura 5. Proceso de formación del flóculo

Figura 6. Planta de tratamiento de fangos. Se realiza las operaciones de coagulación y floculación.

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1. EXPERIMENTO Nº1

a.

SEDIMENTACIÓN DE SÓLIDOS Llenar un balde con agua de caño.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

b.

Armar el equipo de Imhoff.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

c.

Agitar el agua del bald e y agregar aproximadamente 100 mL de tierra de chacra (estamos simulando un agua con bastante turbidez).

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

d. e.

Mantener constante la agitación. Rápidamente llenar el cono de Imhoff hasta 1000 ml (marca superior), con agua turbia del balde.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

f.

Inmediatamente tomar la hora al segundo.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

g.

h.

Efectuar lectura de sólidos sedimentados, en ml. indicados en el fondo del cono, hasta los 30 minutos. Inicialmente cada minuto en los primeros 10 minutos y luego cada 5 minutos hasta los 30 minutos. Efectuar las lectura e indicar en una tabla:

Tabla de mediciones de agua

Tabla N° Tiempo y volumen(arena) 1 Tiempo Volumen (mL) 1 2

min 3 min

3

min

4

min

ml 2 = 2mL /min. 1

5

ml 2.5 =2.5 mL/min . 1

7.5 ml 2 =2 mL /min . 1

9.5 ml 5

1.5 =1.5 mL /min 1

min

11 6

min

7

min

8

min 19

9

3 =3 mL/min 1

14

ml 5 =5 mL/min 1

min 21

10 min

ml

ml 2 =2 mL /min 1

ml 2 =2 mL /min 1

23

ml 10 =10 mL/min 1

15 min

33

ml 10.5 =2.1mL /min 5

20 min

43.5 ml −5.5 =−1.1 mL/min 5

25 min

38

ml −2.5 =−0.5 mL /min 5

35.5 ml

i.

Observar la parte sobre-nadante por turbidez y color. j. Desalojar el agua del cono, al balde. k. Continuar agitando el agua del balde

4.2. EXPERIMENTO Nº 2 Procedimiento Experimental a. b. Preparar una solución de alumbre. Tomado 2 gramos de alumbre y disolverlo en 20 mL de agua. Calentar si es necesario.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

c. Llenar el Cono de Imhoff, con agua turbia del balde.

Fuente: laboratorio tecsup Trujillo.

d. Agregar la solución de alumbre al agua en el cono de Imhoff e. Simultáneamente, agitar rápidamente el agua del cono, por 2 minutos f. Luego agitar lentamente el agua del cono, por 1 minuto, especialmente rozando las paredes del cono. g. Detener la agitación y observar la sedimentación de los flóculos, hasta terminar. h. Sacar 500 mL del líquido sobrenadante y clarificado. i. Filtrar el agua.

El agua así tratada ya está Clarificada. Se ha eliminado los sólidos suspendidos. Pero aún, los sólidos disueltos no han sido retirados. Esto se efectuará con un tratamiento posterior.

Tabla 2

Tabla N° Tiempo y volumen(alumbre) 2 tiempo Volumen (mL) 1 min 3 ml 2

min

3

min

4

min

7 = 7mL /min. 1

10

ml 5 =5 mL/min . 1

15 ml 100 =100 mL /min . 1

115 ml 5

−5 =−5 mL /min 1

min

110 ml 6

min

7

min

8

min 94

9

−10 =−10 mL /min 1

100 ml −6 =−6 mL /min 1

min 88

10 min

ml −6 =−6 mL /min 1

ml −6 =−6 mL /min 1

82

ml −4 =−4 mL/min 1

15 min

78

ml −16 =−3.2 mL/min 5

20 min

62

ml −8 =−1.6 mL /min 5

25 min

54

ml −4 =−0.8 mL /min 5

50 ml

IV. RESULTADOS: Tabla 1 Tiempo y volumen(arena)

Tabla 2 Tiempo y volumen(alumbre)

2 mL /min. 2.5 mL/min 2 mL/min 1.5 mL/min 3 mL/min 5 mL/min 2 mL/min 2 mL/min 10 mL/min 2.1 mL/min −1.1 mL /min −0.5 mL/min

7mL /min. 5 mL/min 100 mL/ min −5 mL /min −10 mL /min −6 mL/min −6 mL/min −6 mL/min −4 mL / min −3.2 mL /min −1.6 mL /min −0.8 mL/min

V. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS:

VI. EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES N°

Equipos, materiales.

herramientas

01

Cono de imhoff

1 unidad

02

espátula

1 unidad

03

Tierra

100 mL

04

Alumbre

2g

05

balde

1 unidad

06

Varilla de agitación

1 unidad

07

Soporte universal

1 unidad

08

y

Cantidad

1 unidad vaso de precipitación

09

Embudo

1 unidad

10

Papel filtrante

1 unidad

11

Pinzas con nuez

1 unidad

12

Balanza analítica

1 unidad

VII. RECORDACIONES:

VIII. CONCLUSIONES:

XI. REFERENCIAS: http://www.monografias.com/trabajos72/instrumentos-laboratorioquimica/instrumentos-laboratorio-quimica.shtml https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/materiales-einstrumentos-de-un-laboratorio-quimico.html

XII. ANEXOS: