Ejercicios del Capítulo 3: Contaminación de agua 1. Un fujo fujo de agua agua resi residu dual al entra entra a un río de la maner manera a qu que e aparece en el gráco. La concentración de sodio C ! " en el cuerpo #ídrico en el punto "! es de $ mg%l! & el caudal ' " ( )* m3%s de agua agua en el río. río. La concentr concentración ación del del sodio C! + en el agua residual es de 3,, mg%l! & el caudal '+ ( 1, m 3%s. a) Det Determi ermine ne la conce oncent ntra raci ció ón del del sodio odio en el punt punto o B, asumiendo que ocurre una mezcla completa. b) Si el Límite Límite máximo máximo permis permisibl ible e para para aguas aguas de consum consumo o hum humano ano y uso uso dom doms stico tico que que !nica nicam mente ente requi equier eran an desin"ección, es de #$$ mg%l, indique si en el punto B se cumple o no con esta reglamentación &'(L)S, #$$#*, y c) +u pasará si en poca de estia-e disminuye el caudal del río al $/0 Agua residual CSW QW
Punto A CSA QA
Punto B CSB QSB
olución: -arte a: 1
x
SB
2 1
SB
S, )
x ) 3 1
x
S, 4
4
55 &*
1álculo del 1audal en 6unto B7 1
2 ) 3 4 2 3 $* m%s 2 98 m%s
SB
/eempla0ando en ecuación 1: 1
x 98 m%s 2 : mg%l x #8 m%s 3 &9$$ mg%l x $ m%s*
SB
Despe-ando la concentración de sodio 1 1
7
SB
2 ;&: mg%l x #8 m%s* 3 &9$$ mg%l x $ m%s*< % 98 m%s 2 :#.= mg%l
SB
1álculo de concentración de sodio en el punto B7
C
( $).1 mg%l! /espuesta de parte a
2
/espuesta de -arte 4: Considerando que C ),, mg%l! se cumple
( $).1 mg%l 5
2
-arte c! en 6poca de estiaje con '" al 1,7: 1
x
SB
2 1
SB
S, )
x $ / ) 3 1
x
S, 4
4
55 &#*
1álculo del 1audal en 6unto B en poca seca &"alta de llu>ias*7
1
2 ) 3 4 2 &#,8 3 $* m%s 2 #,8 m%s
SB
/eempla0ando en ecuación ): 1
x #? m%s 2 : mg%l x #,8 m%s 3 &9$$ mg%l x $ m%s*
SB
Despe-ando la concentración de sodio 1
7
SB
1 S B 2 ;&: mg%l x #,8 m%s* 3 &9$$ mg%l x $ m%s*< % #,8 m%s 2 #=.?$ mg%l @espuesta de 6arte c*7 #=,?$ mg%l A #$$ mg%l, no cumple.
). Ejercicio so4re 4alance de masas 1. Asuma que usted esta llenando su bañera pero olvido tapar el drenaje. Si el volumen de llenado de la bañera es de 0.35m 3, y el agua esta ingresando a 1,3 litros! minuto, y al mismo tiempo se est" drenando a 0,3 litros!minuto. a) #$n cuanto tiempo se llenar" la bañera% b) #&uanta agua ser" desperdiciada% Asuma la densidad del agua D)'S7 entrada 2 salida 2 $.9# Col. Baera 2
.9# litros%minuto litros%minuto $.98 m9
a 8En cuanto tiempo t se llenará la 4a9era E@F(L)S7 t 2 entrada G salida 2 ,9# H$,9# 2 ,$ litro%minuto t 2 >ol. %t donde7 >ol. 2 >olumen, t 2 tiempo, m9 2 $$$ litros t 2 >ol. % t 2 &$.98m9*%&,$ litro%minuto* 2 &$,98m9 x $$$ litros%m9*%&,$ litro%minuto* ;iempo! t ( 3*, minutos ( 3*, minutos%<, min % #ora ( *!=3 #oras 4 >olumen de agua desperdiciada salida2 $.9# litros%minuto t2 98$ minutos Columen, >ol. 2 salida x t 2$,9# x 98$ 2 11) litros >olumen ?esperdiciado 9. Il Ju-o medio diario de un pequeo río durante el mes más seco es de $$ l%s &litros %segundo*. Si una planta de tratamiento de aguas residuales pudiera producir un eJuente con una DB 8 de #$ mg%l, o menor, +a qu población podría dar ser>icio si la DB 8 en el río despus de la dilución, no debe ser mayor que = mg%l0 Suponga que no hay contaminación río arriba y que el abastecimiento de agua municipal no pro>iene del río.
olución:
Suponiendo una mezcla completa, y eligiendo segundo como inter>alo de tiempo con>eniente, escriba un balance de materia sobre la DB8
Planta de Tratamiento Q p = ¿?, DBO 5 = 2 mg!l &%o' Q r = ( l!s DBO5 =
Q r " Q p = ¿? DBO5 = #!mg!l
$%mite del sistema
DB
aguas arriba
río
planta
3 DB
x$ 3 2 =
planta
residuos
2 DB
x #$ mg%l 2 &
aguas aba-o
río
3
planta
* x = mg%l
%K 2 &= x $$ litros%s* % K 2 #8 litros%s
río
1onsidere una tasa de #$$ litros%persona%d7 6oblación a #$$ l%p%d 2 l%s x K$ s%min x K$ min%h x #= h%d*%#$$ l%p%d
/espuesta: 1,.=,, personas
