Informe laboratorio de procesos
POTABILIZACIÓN DE AGUA
Juliana Aparicio Sandra Ariza Karolth Espinosa María Cristina Murillo
POTABILIZACIÓN DE AGUA INTRODUCCIÓN El agua es el componente principal de la materia viva, constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos, siendo esencial para todos los tipos de vida. El agua cubre cerca del 70% de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar del planeta y en los tres estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso. A través del agua ingerimos infinidad de oligoelementos entre ellos minerales, imprescindibles para el equilibrio ácido - básico y el funcionamiento de las membranas celulares. El agua potable, apta para el consumo humano, varía mucho en cuanto a sus propiedades dependiendo de la fuente de donde procede. También influye el lugar de envasado junto al tratamiento a que ha sido expuesta. La potabilización consta de una serie de procesos para hacer el agua apta para bebida. Comprende procesos tales como la coagulación, ablandamiento, eliminación de hierro y manganeso, eliminación de olor y sabor, sedimentación, filtración, control de corrosión, evaporación y desinfección. El agua potable que procede de aguas superficiales es preciso esterilizarla, la desinfección debe aplicarse en el uso de agua potable, para liberarla de gérmenes patógenos en forma habitual y patente, el proceso de desinfección es cuando se elimina completamente los microorganismos del agua por métodos como adición de cloro, ozono a por radiación de luz ultravioleta entre otros. OBJETIVOS General Potabilizar una muestra de agua, tomada del lago de la Universidad Industrial de Santander Específicos Aprender a realizar la prueba de jarras que permite identificar la cantidad de floculante necesario, dadas las condiciones de la muestra. Destruir los microbios o parásitos que se encuentran en el agua, y que pueden causar enfermedades a las personas. Identificar los pasos a seguir en el procedimiento de potabilización de agua Realizar un análisis comparativo en cuanto a las propiedades del agua que consumimos a diario y la del lago después del proceso de potabilización.
MARCO TEÓRICO Generalidades EL AGUA El agua es un líquido incoloro, inodoro e insípido, formado por moléculas compuestas por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno unidos fuertemente entre si. El agua a presión atmosférica normal (760 mm de Hg), su punto de congelación es de 0 °C y su punto de ebullición, 100 °C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4 °C y se expande al congelarse.
Fig. 1 Molécula de agua
Sus propiedades físicas se utilizan como patrones para definir, por ejemplo, escalas de temperatura. Se dice que el agua es una sustancia “dipolar” porque existe una diferencia de carga eléctrica entre el extremo donde se sitúa el oxígeno (carga negativa) y los hidrógenos (carga positiva), también es uno de los agentes ionizantes más conocidos puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conoce frecuentemente como el disolvente universal. El agua se combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando ácidos y bases y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes, puede transportar disueltas en ella sales y otros compuestos inorgánicos. Cuando se congela aumenta su volumen y a 100ºC pasa a estado gaseoso. El agua es indispensable para la vida ya que forma parte de infinidad de componentes celulares. En el hombre supone el 65% del peso corporal. El 97% del agua se encuentra en los océanos en forma de agua salada. El 3% restante es agua dulce, de la que el 80% se concentra en los polos y en glaciares y sólo el 0,3% corresponde a las aguas superficiales. A través del agua ingerimos infinidad de oligoelementos entre ellos minerales, imprescindibles para el equilibrio ácido - básico y el funcionamiento de las membranas celulares. El agua potable, apta para el consumo humano, varía mucho en cuanto a sus propiedades dependiendo de la fuente de donde procede. También influye el lugar de envasado junto al tratamiento a que ha sido expuesta.
Potabilización La potabilización Consta de una serie de procesos para hacer el agua apta para bebida.
La potabilización comprende procesos tales como: Aireación Coagulación Ablandamiento Eliminación de hierro Y manganeso Eliminación de olor Y sabor Sedimentación Filtración Control de corrosión Evaporación Desinfección. El agua potable que procede de aguas superficiales es preciso esterilizarla, la desinfección debe aplicarse en el uso de agua potable, para liberarla de gérmenes patógenos en forma habitual y patente. Podemos tratarla utilizando métodos como filtración, ebullición, desinfección. El proceso de desinfecciones cuando se elimina completamente los microorganismos del agua por métodos como adición de cloro, ozono a por radiación de luz ultravioleta entre otros. La ebullición del agua es aplicable para pequeñas cantidades de agua, por ejemplo, en los usos domésticos. Después de hacer hervirla y cuando se enfríe, es recomendable hacerse pasar varias veces de un recipiente u otro. De esta manera con el aire, se convierte en una sustancia digestiva. Sedimentar es asentar por efecto gravitacional las partículas sólidas que hay, en el agua y se puede hacer de varias maneras. La sedimentación es el aislamiento por gravedad de las partículas sólidas contenidas en el agua, puede ser simple o secundaria.
Aireación del Agua
La aeración es el proceso de tratamiento mediante el cual se incrementa el área de contacto del agua con el aire para facilitar el intercambio de gases y sustancias volátiles. La aeración se realiza por tres razones: 1) Remoción de gases disueltos:
a. Gas carbónico presente en el agua en forma natural. b. gas sulfhídrico proveniente de la putrefacción o fermentación de los depósitos orgánicos putrescibles o fermentables del fondo de los reservorios. c. cloro en exceso (proveniente de la supercloración). 2) Introducción del oxígeno del aire en el agua:
a. Para oxidar el fierro y el manganeso, cuya remoción se realiza mediante la decantación y filtración (de esta manera también se reduce el sabor debido al hierro y al manganeso). b. para añadir oxígeno en el agua hervida o destilada. 3) Remoción de sustancias causantes de sabores y olores:
a. b. c. d.
Sustancias oleaginosas provenientes de algas y otros organismos(cuando son volátiles); gas sulfhídrico; sabores debidos al hierro y al manganeso; descomposición de la materia orgánica (quema).
Cuando se remueve el gas carbónico o se reduce la tendencia corrosiva del agua y el consumo de alcalis, se obtiene un aumento del pH. En la práctica, es imposible la reducción por aeración de
todo gas carbónico presente en el agua debido a que el gas carbónico del aire también puede disolverse.
Coagulación Este proceso es utilizado en la mayoría de las plantas. Consiste en aplicación de productos químicos para la desestabilización de suspensiones coloidales de partículas solidas, que de manera no podrían ser removidas por sedimentación, flotación o filtración. El proceso permite la adsorción y la precipitación de compuestos en solución
Se caracteriza por la alteración físico-química de partículas coloidales del agua de color, turbiedad, produciendo su aglomeración en partículas sedimentadas. El proceso completó se desarrolla en dos fases: 1) Coagulación: Comprende la adición de reactivos químicos con la finalidad de desestabilizar los coloides en suspensión. 2) Floculación: Promueve colisiones entre las partículas desestabilizadas en la coagulación, por efecto del transporte de fluido, formando partículas de mayor tamaño, visibles a la vista: los flóculos Coagulantes y floculantes poliméricos (Poli-electrilitos)
Son cadenas poliméricas que tienen múltiples grupos funcionales activos. Los polielectrolitos que se usan en plantas de tratamiento son compuestos de alto peso molecular (104 a 107) que se aplican en muy pequeñas concentraciones (0.01 a 1.0 m g/l). Los polielectrolitos usados en unión de coagulantes metálicos comunes, producen un floc que sedimenta rápidamente. Con ciertas aguas, la dosificación de polielectrolitos en pequeñas cantidades reduce el gasto de coagulante.
Eliminación de hierro Y manganeso En las aguas superficiales, el hierro y el manganeso se encuentran generalmente en estado oxidado y precipitado, por lo que se pueden eliminar por los tratamientos clásicos de clarificación. En las aguas subterráneas en cambio se requiere un tratamiento específico. Los métodos empleados para la remoción de hierro y manganeso se pueden encuadrar en dos grandes grupos: métodos físico-químicos convencionales y métodos biológicos.
Entre los métodos físico-químicos pueden mencionarse: Formación de precipitado y filtración, transformando mediante oxidación la forma soluble de ambos metales en la forma insoluble, para su posterior separación. La oxidación puede lograrse por aeración o mediante un agente químico. Estabilización con polifosfatos. Intercambio iónico. Ablandamiento Ablandamiento Consiste en la remoción de compuestos de calcio y de magnesio que se encuentran en solución en el agua y los cuales provocan dureza. El objeto del ablandamiento es eliminar las sales que producen la dureza a fin de reducirla a valores que permitan el control de la formación de incrustaciones, reducir la corrosión y mejorar la calidad del agua para diversos usos.
Los métodos de ablandamiento más utilizados son: Utilización de cal-soda Intercambio iónico Intercambio Iónico Se utiliza para remover aniones y cationes a través del pasaje de la corriente de agua por un lecho constituido, generalmente por resinas orgánicas sintéticas que tienen la capacidad de intercambiar un ion con dicha corriente.
Como la reacción es reversible una vez que el lecho se saturó, puede regenerarse. Haciendo pasar aguas mineralizadas sucesivamente a través de lechos aniónicos y catiónicos o por lechos mixtos se puede obtener agua libre de sales. Eliminación de olor y sabor La presencia de algunas sustancias químicas como el ácido sulfhídrico o determinadas especies de algas pueden hacer superar los límites de olor y sabor. La aeración, la pre o poscloración y la utilización de carbón activado pueden constituir soluciones a estas características.
Aeración: Se utiliza como un proceso destinado a mejorar el sabor, optimizar el proceso de
tratamiento o remover trazas de sustancias volátiles que el agua contiene. Para ello se emplean sistemas de contacto gas-líquido que mejoran la transferencia de compuestos volátiles de la fase líquida a la gaseosa. Adsorción: El carbón activado se utiliza para adsorber moléculas que causan sabor, olor y color.
Asimismo la utilización de resinas específicas puede ser un método adecuado para la remoción de cierto tipo de moléculas orgánicas Sedimentación Se emplea para remover los sólidos, con mayor densidad que el agua, que se encuentran en suspensión como las arenas y las partículas floculadas, así conseguimos para reducir la turbiedad y eliminar sustancias en suspensión que pueden separarse, en un tiempo razonable, por la sola acción de la gravedad.
Las partículas que se sedimentan en un intervalo de tiempo “razonable” se llaman “solidos sedimentables”.
Sedimentación simple: Sedimentación de partículas discretas, o sea aquellas que no cambian de tamaño, ni de forma ni densidad a medida que se sedimentan (arenas). Se remueven en los desarenadores. Sedimentación inducida: Sedimentación de partículas floculadas o sea aquellas que sí cambian de tamaño, de forma y densidad a medida que se sedimentan (flóculos). Se remueven en los sedimentadores.
Filtración El objetivo es remover las partículas y microorganismos presentes en el agua, que no quedaron retenidas en la sedimentación. Se logra haciendo pasar el agua a través de un medio poroso de material granular. Filtración Lenta: Es un tratamiento sencillo y económico que puede mejorar la calidad física, química y bacteriológica de aguas superficiales con bajas concentraciones de turbiedad y color.
•
•
Filtración Rápida: En la filtración rápida descendente las partículas se retienen en todo el espesor del medio filtrante.
Los filtros de arenas y multimedias minerales. Son lentos y poseen cierta acción eliminadora de bacterias pero necesitan mucho espacio para la purificación de aguas fluviales. Estos filtros retienen tierra, arena y algunas impurezas, pero dejan pasar algunos microorganismos y las sustancias químicas disueltas. Los filtros de carbón activado: Son empleados como material filtrante, que eliminan el olor, sabor y color del agua.
Otros métodos asociados con la potabilización del agua. Cloración Es el nombre que se da al procedimiento para desinfectar el agua más comúnmente usado, utilizando el cloro o algunos de sus derivados como los hipocloritos de sodio o de calcio. En los abastecimientos de agua potable se emplea el gas cloro mientras que para abastecimientos medianos o pequeños se utilizan hipocloritos.
El proceso más sencillo de esterilización y barato es la cloración, la acción del cloro es de poca profundidad y las partículas en suspensión la dificultan. El punto crítico de cloración se da si en la cloración sobrepasa el mínimo de cloro. En este caso, se habla de cloración critica, la cual resulta ser dañina para la salud y causante de enfermedades tales como cáncer que se produce por la aparición de los trihalometanos los cuales son compuestos químicos volátiles que se generan durante el proceso de potabilización del agua por la reacción de la materia orgánica, aún no tratada, con el cloro utilizado para desinfectar. En esta reacción se reemplazan tres de los cuatro átomos de hidrógeno del metano (CH4) por átomos halógenos.
Tabla 1.
La irradiación ultravioleta. Por medio de una lámpara de cuarzo llena de vapor de mercurio, se pueden producir rayos ultravioleta. Estos rayos matan a las bacterias, desintegrándolas.
La ozonización. Cuando el ozono en contacto con sustancias oxidables se descompone rápidamente en oxígeno naciente y oxígeno diatómico inactivo. El primero destruye la materia orgánica. Si el agua no se encuentra muy cargada de materias en suspensión, puede bastar un filtrado como única depuración. Para cantidades pequeñas se fabrican filtros portátiles que pueden transportarse con todos sus accesorios.
Los depósitos de decantación Se emplean en la purificación previa de aguas muy sucias, por ejemplo, corrientes superficiales haciéndolas pasar antes, en caso necesario, a través de rejillas y desarenadores.
Membranas de ósmosis inversa Mediante los mecanismos de separación en la exclusión de contaminantes por tamaño, actuando de modo tamiz. Por su tamaño de poro es capaz de retener el 99,99% de bacterias y virus capaces de provocar enfermedades hídricas.
Prueba de jarra La coagulación y floculación es un proceso utilizado generalmente en todas las plantas de tratamiento de agua (potabilizadoras) para eliminar al agua turbiedad y por lo tanto también color. En general este proceso consiste en: cloración, agitado rápido, agitado lento, sedimentación, filtración y desinfección.
Todas las aguas naturales cuyo uso esté destinado al abastecimiento público, requerirán de algún grado de tratamiento para poder cumplir con las normas de calidad de agua potable. La naturaleza e intensidad del tratamiento, dependerá de la naturaleza de las impurezas. Los procesos seleccionados para el tratamiento de agua potable dependerán dela calidad de las aguas crudas. La mayoría de las aguas subterráneas son claras y libres de patógenos y no contienen cantidades significativas de materia orgánica. Tales aguas, con frecuencia pueden ser utilizadas en sistemas de agua potable con una mínima dosis de cloro para prevenir la contaminación en los sistemas de distribución. Otras aguas, pueden contener grandes cantidades de sólidos disueltos o gases. Cuando en estos se incluyen el hierro, manganeso o dureza, se requerirá de un tratamiento químico y físico. Por otra parte, las aguas superficiales pueden contener una muy amplia variedad de contaminantes y los tratamientos a los cuales deben ser sometidas pueden ser más complejos. La mayoría de las aguas superficiales presentan turbiedad en exceso de lo establecido en la normatividad para agua potable. La mayoría de los materiales en suspensión deberán ser removidos mediante una coagulación química.
Operaciones unitarias: Cuando el tratamiento consiste en la aplicación de fuerzas física como la sedimentación, la filtración, decantación, agitación, etc. Se le llamará operación unitaria.
• Coagulación y floculación: Se determinará la dosis óptima de un coagulante, a emplear que se
necesita para clarificar una muestra de agua. A esta prueba se le conoce con el nombre de “prueba de jarras”, debido al equipo empleado. • Principio del método de jarras : El sulfato de Aluminio Al2 (SO4)3 reacciona con la alcalinidad
natural en el agua para formar un floculo de Hidróxido de Aluminio. (Ver Reacción 1). Reacción 1.
Cada mg. de aluminio disminuye la alcalinidad del agua en 0.5 mg/1 de CaCO3 y produce 0.44 mg/1 dióxido de carbono. La producción de dióxido de carbono es indeseable porque aumenta la corrosividad del agua. • Si el agua no contiene suficiente alcalinidad para reaccionar con el alumbre Al 2(SO4)3 es preciso
agregar Cal (Ca(OH)2) o soda (Na2CO3).Cal: Reacción 2.
Al adicionar Soda Reacción 3.
La ventaja de la soda es que, a diferencia de la cal, ésta no nos aumenta la dureza del agua, solamente la corrosividad, sin embargo la cal es más popular y menos cara que la soda. El sulfato de hierro es otro coagulante que opera sobre un rango más costoso. Coagulantes y floculantes Poliméricos (Polielectrolitos): Cuando las cadenas poliméricas tienen múltiples grupos funcionales activos se denominan Polielectrolitos. Los que se usan en plantas de tratamiento son compuestos de alto peso molecular (104 a 107) que se aplican en muy pequeñas concentraciones (0.01 a 1.0 mg/l) lo que compensa parcialmente su alto precio. De la investigación realizada sobre este tipo de substancias en el Centro de Ingeniería Sanitaria, Robert B. Taft, de Cincinatti, Estados Unidos, se desprenden las siguientes conclusiones prácticas, entre otras: • • • • •
Los Polielectrolitos usados en unión de coagulantes metálicos comunes, producen un floc que sedimenta rápidamente. Con ciertas aguas, la dosificación de Polielectrolitos en pequeñas cantidades reduce el gasto de coagulante. Las algas son rápidamente coaguladas con Polielectrolitos catiónicos. Todos los Polielectrolitos no son igualmente efectivos con todas las ag uas. Dosis excesivas de Polielectrolitos producen dispersión en lugar de ayudar a la coagulación.
DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO A NIVEL INDUSTRIAL. CAPTACION
DESARENACION
A Través de los ríos o fuentes se extrae el agua necesaria para el tratamiento.
Es un mecanismo que ayuda a eliminar las arenas que contiene el agua evitando que se acumulen y causen erosión en las tuberías .
CONDUCCION
AIREACIÓN U OXIDACIÓN QUÍMICA
Gracias a este proceso se transporta el agua hasta la planta de tratamiento por medio de canales y tubos de conducción
La aireacion consiste en eliminar olores y sabores producidos por gases disueltos. La Oxidación Química se adiciona peróxido de hidrógeno para eliminar compuestos orgánicos precursores de trihalometanos
PRESEDIMENTACION Con este sistema se eliminan las partículas sólidas y la turbidez, en los tanques de aquietamiento.
MEDICICON DE FLUJO Con la medición se determina el caudal o cantidad de agua que entra a tratamiento
DOSIFICACIÓN DEL ALUMBRE Consiste en agregar al agua la cantidad necesaria de sulfato de aluminio, para eliminar la mayor cantidad de partículas
MEZCLA RÁPIDA Mezcla el sulfato de aluminio con las partículas
FLOCULACIÓN Se realiza por medio de la agitación lenta del agua, que se lleva a cabo para aglutinar partículas más pequeñas en grandes denominadas FLOC'S .
SEDIMENTACIÓN A través de ella se separa el agua de los FLOC'S los cuales se decantan en el fondo de los tanques de sedimentación
FILTRACIÓN Este mecanismo hace que las partículas de turbidez que no fueron retenidas en la sedimentación, sean totalmente eliminadas .
DESINFECCIÓN Con ella, adicionamos la cantidad de cloro necesaria para destruir los microorganismos que puedan estar presentes en el agua.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Diagrama del proceso
RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA DE AGUA
AIREACIÓN
PRUEBA DE JARRAS
PRUEBAS DE CLORACIÓN, TURBIDEZ, DUREZA Y pH
FILTRACIÓN
ADICIÓN DEL FLOCULANTE
Descripción del proceso Captación: Se obtuvo una muestra de agua del lago de la UIS, el cual está habitado principalmente por Tortugas, Babillas y es merodeado por algunos roedores, este lago presenta una escasa aireación en el estanque superior
Aireación: Posteriormente se aireó durante 2 días. Después de este procedimiento se tomaron diferentes muestras, entre ellas una de 100 ml la cual se pesó en el vaso de precipitado y se dejó durante 24 horas en el horno y 6 muestras de 1000 ml y se depositaron en igual número de recipientes cúbicos para llevar a cabo la prueba de jarras, como se ve en la siguientes imágenes.
• Floculación, Coagulación y Decantación
Muestra
Floculante [ml]
Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3 Vaso 4 Vaso 5 Vaso 6
0 5 15 25 40 60
El equipo para llevar a cabo la prueba de jarras (Figura 8) se recomienda utilizarlo con las siguientes especificaciones: • Iniciar con la máxima potencia de 100 rpm durante 1 minuto. • Disminuir a 40 rpm y dejar agitar durante 15 -30 minutos. • Detener el equipo y dejar decantar los Floc durante 5 minutos.
Teniendo en cuenta las anteriores recomendaciones técnicas inicialmente procedió a llevar a cabo un arreglo de 5 recipientes con una cantidad de Sulfato de Aluminio donde el sexto recipiente cúbico se dejó como muestra de prueba y no se le adicionó el floculante.
Se llevó con completa normalidad esta etapa pero posteriormente se adicionaron 2 nuevas muestras en los recipientes cúbicos con muestra de floculante para encontrar la medida mínima de turbidez (Ver Tabla 2). Se adicionaron estas cantidades de floculante instantáneamente después de 1 minuto de agitación a 100 rpm en los recipientes y se llevó a cabo la agitación durante 30 minutos a 40 rpm donde se observó la mayor formación de FLOCs en los recipientes donde había mayor cantidad de sulfato de aluminio.
Siguiendo con el procedimiento se dejó durante 5 minutos para dar paso a la decantación.
Al dejar decantar se midió la turbidez en unidades de NTU para cada muestra tratada con el Turbidimetro. Se entiende por turbidez o turbiedad la falta de transparencia de un líquido debida a la presencia de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión haya en el agua, más sucia parecerá ésta y más alta será la turbidez. La turbidez es considerada una buena medida de la calidad del agua, cuanto más turbia, menor será su calidad. Tabla 3 Se puede observar que la muestra de 35 ml de floculante no es tomada en cuenta para facilitar el análisis de resultados que más adelante se explicará. Figura 20. • Filtración
Posteriormente se seleccionó la prueba 5 ya que presenta la medida mínima de turbidez y se llevaron los 1000 ml a la columna de filtración, esto para eliminar del agua partículas de FLOCs,
para recuperar un volumen de 803 ml libre de impurezas solidas a la vista humana (Ver figuras 21, 22 y 23). Figura 21. Figura 22. Figura 23. • Cloración
Adicionamos 0,2 ml de Hipoclorito de Sodio y posterior a esto medimos el pH del agua clorada. (Ver Figuras 24 y 25). Figura 24. Figura 25. • Test de dureza
Se tomaron 5 ml de agua clorada por medio de una jeringa y se colocan en una probeta de 5 ml contenida en el test . Se adicionaron 3 gotas de indicador H1 a la muestra (H1 = Negro eriocromo) y se agitó hasta que tomó una coloración rojiza lo que nos indicó la presencia de iones calcio y magnesio en la muestra del agua clorada. Se repitió el mismo procedimiento pero esta vez se adicionó H2 (EDTA) hasta obtener una tonalidad verdosa. • Test de cloración
Se adicionaron 5 ml de agua clorada la probeta contenida en el test y se agregaron 4 gotas del indicador ortotoluidina y su posterior comparación con la t abla adjunta del test. MONTAJE Prueba de jarras
Filtración
EQUIPOS MATERIALES Y SUSTANCIAS UTILIZADAS EQUIPOS
Equipo para prueba de jarras (Agitadores e iluminadores de flóculos). Equipos y reactivos para test de dureza. Columna de filtración Turbidimetro pH-metro
MATERIALES
Pipetas Embudo Probeta Vasos de precipitado Cronómetro Balanza
SUSTANCIAS UTILIZADAS
Muestra de agua del lago de la UIS. Hipoclorito de sodio Sulfato de aluminio
EQUIPOS Equipo para prueba de jarras
Equipos y reactivos para test de dureza y cloración Turbidimetro
Columna de filtración pH –metro
Materiales Pipetas Vasos de precipitado
Cronómetro Embudo
Probeta
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Balanza
Solidos totales Para el cálculo de los sólidos suspendidos en el agua sin tratar, se pesó un vaso de precipitado vacío, se le adicionaron 100 mL de agua sin tratar y se llevó al horno por 24 horas a una temperatura de 105 °C, para determinar la cantidad de sólidos presentes. Muestras Vaso Vacío Vaso con sólidos secos Peso de sólidos
Peso [g]
95,78 95,82 0,04 g/100 ml
A partir del balance de masa se determina la cantidad de sólidos suspendidos:
Entonces
) (
Prueba de Jarras Los dato obtenidos se muestran en la tabla # con los cuales se realizó la gráfica# , con la cual se determina la cantidad del óptimo mínimo de floculante. Muestra
Floculante [ml]
Turbidez [NTU]
Vaso 1 Vaso 2 Vaso 3 Vaso 4 Vaso 5 Vaso 6
0 5 15 25 40 60
24 20,3 5,57 13,9 3,39 1,56
30 25 ] U T N [ z e d i b r u T
20 15 10 5 0 0
10
20
30
40
50
60
70
Floculante [mL]
Como se puede observar a partir de la gráfica que el óptimo mínimo de floculante es en 16 mL al cual corresponde una turbidez alrededor de 5,1 NTU. Se pude apreciar en la gráfica que el comportamiento no es el esperado y que para las dos últimas muestras ocurre un cambio drástico, esto ocurrió debido a que no tomamos las muestras de turbidez rápidamente y se alcanzó a sedimentar los floculos y sólidos contenidos en la muestra. Con el nuevo valor de floculante se realizó el procedimiento de agitación que se hace para la prueba de jarras (1min a 100rpm y 30 min a 40rpm). Test de Dureza y Cloración Además del procedimiento de potabilización de agua del lago, se realizaron pruebas de dureza, cloración y pH para diferentes muestras de agua, como el agua del acueducto, la almacenada en el tanque de almacenamiento de la escuela, y una muestra traída de una finca en la mesa de los santos, perteneciente a la familia de la compañera Juliana Aparicio, a la cuál además se le realizó la prueba de jarras para calcular la cantidad de floculante necesario en caso de hacerse potabilización. Los datos obtenidos se muestran en la Tabla#. Procedencia del agua
Dureza [mg/LCaCO3]
Turbidez [NTU]
pH
Test de cloro [mg/L Cl 2]
Agua tratada (Lago UIS) Agua de tanque elevado (Laboratorio) Agua acueducto (Baños niñas) Agua finca
49 66 58 40
0,70 0,62 1,12 2,99
7,03 7,06 6,95 6,87
0,8 0 0,6 0
La legislación Colombiana establece en el decreto 475 de 1998 (marzo 10) derogado por el art. 35, decreto nacional 1575 de 2007 por el cual se expiden las normas técnicas de calidad del agua potable. El capítulo III hace referencia de las Normas organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas de la calidad del agua potable. Estos son algunos de los artículos que allí se encuentran: Artículo 6º. Las normas organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas de la calidad del agua potable establecidas en el presente decreto rigen para todo el territorio nacional y deben cumplirse en cualquier punto de la red de distribución de un sistema de suministro de agua potable. Normas de calidad organoléptica, física y química Artículo 7º. Los criterios organolépticos y físicos de la calidad del agua potable son los siguientes: CARACTERISTICAS Color Verdadero OLOR Y SABOR
EXPRESADAS EN Unidades de Platino Coblato (UPC)
VALOR ADMISIBLE 15 Aceptable
Turbiedad Sólidos Totales Conductividad Sustancias Flotantes
Unidades nefelométricas de tubidez (UNT) mg/L micromhos/cm
5 500 50 - 1000 Ausentes
Características químicas
Al agua potable se le permitirán las concentraciones de elementos y sustancias químicas en cantidades determinadas El agua potable deberá tener mínimo 0.2 mg/dm 3 y un máximo de 1.0 mg/dm3 de cloro residual libre en la red, expresado como cloro ( Cl 2) y el cloro total deberá tener como máximo una concentración de 1,2mg/dm3 El agua potable deberá tener un intervalo de pH 6.5 a 9.0.
Comparación: Para tener un criterio frente al proceso realizado comparamos los resultados obtenidos con los establecidos por la legislación CARACTERISTICAS
Color Verdadero OLOR Y SABOR Turbiedad Sólidos Totales
EXPRESADAS EN
VALOR ADMISIBLE CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Unidades de Platino Coblato (UPC) 15 Aceptable Unidades nefelométricas de tubidez (UNT) 5 mg/L 500
VALOR OBTENIDOS No medido Aceptable
0,70 0.4 mg/L
CALIFICACIÓN
Conductividad Sustancias Flotantes Cloro total pH
micromhos/cm
50 - 1000 Ausentes CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS 1.2 mg/dm3 6.5-9.0
No medido Ausentes 0.8 7.03
CONCLUSIONES
Se establecieron las diferentes variables que pueden afectar el proceso de coagulaciónfloculación y cloración en la prueba de jarras.
Es importante mantener un orden y un buen desarrollo durante el análisis de jarras, pues para nuestros caso, nos tomamos mucho tiempo durante el análisis y los resultados no fueron los esperados.
A mayor velocidad de agitación se afecta la formación de FLOCs más compactos y haría que el proceso fuera inverso.
La adición de una cantidad de Cloro superior a la establecida por las normas afecta el proceso de potabilización de agua ya que produce tr ihalometanos con la materia orgánica.
El agua tratada en el laboratorio muestra mejores condiciones a diferencia del agua estancada del tanque elevado del laboratorio y la que fluye directamente desde el acueducto metropolitano de Bucaramanga.
BIBLIOGRAFIA
ECHARRI PRIM, LUIS, Libro electrónico, CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE ttp://www.esi.unav.es/asignaturas/ecologia/Hipertexto/00General/IndiceGral.html
AGUILAR FERNANDEZ, SUSANA, El reto del medio ambiente: Conflictos e intereses en la Política. Madrid: Alianza Editorial, 1997.
ANTON BARBERA, FRANCIASCO, Policía y medio ambiente. Granada: Editorial Comares, 1996.
CASCIO, J. Guía ISO 14000. Las nuevas normas internacionales para la adm. Ambiental. Mexico :Mcgraw-Hill International, 1997.
COMISION EUROPEA, Hacia un desarrollo sostenible. Luxemburgo: Comisión de Las Comunidades Europeas, 1997.
Empresas públicas de http://www.epm.com.co/epm/web/aguas/deinteres_visitas4.html?id=2
Acueducto Metropolitano http://www.amb.com.co/frmInformacion.aspx?inf=34
de
Medellín.
Bucaramanga.
