Biotecnologia Ambiental

Universidad de las Américas

Ingeniería en Bioprocesos

BIO 716

Laboratorio N°1: Análisis de parámetros físico-químicos del agua (sedimentabilidad, sólidos) y Test de Jarra

1. INTRODUCCIÓN

Durante el presente siglo, la revolución de la química ha propiciado la producción y aparición de un sin número de sustancias químicas. La producción y consumo de dichas sustancias trae como consecuencia la generación de desechos. El daño que estos desechos pueden ocasionar es muy elevado, siendo en casos persistentes e inmodificables.

La gestión de los residuos (sólidos, líquidos o gaseosos) corresponde a las diversas actividades que, condicionadas a aspectos técnicos, económicos, legales y administrativos, permite asegurar un buen manejo de éstos desde su generación hasta su disposición final.

Un buen manejo de los residuos es esencial para evitar o reducir el riesgo que tiene un posible contacto entre un contaminante con un determinado receptor.

Los residuos líquidos o RILES corresponden a todas las corrientes líquidas del procesos industrial que son descargados fuera de la industria, ya sea al alcantarillado o a cuerpos de aguas superficiales.

En general, las cuatro cuentes de RILES, aplicables a toda industria corresponde a:

I. Aguas Residuales de Proceso: Resultan de las operaciones que emplean aguas como medio de transporte de materiales, tales como reacciones en medio acuoso ( procesos químicos, biológicos, térmicos), operaciones de separación por medio acuoso ( desorción, absorción, extracción líquido-líquido), derrames, fugas, etc.

II. Aguas de Lavado: Provienen del lavado con agua de materiales de proceso (gases y sólidos), lavado de productos, operaciones de limpieza de instalaciones y equipos.

III. Aguas de Enfriamiento y Condensados de Vapor: Normalmente, las operaciones industriales involucran procesos de transferencia de calor, para fines de enfriamiento o calentamiento. En ambos casos, el agua es el principal medio de trasporte térmico, generando grandes volúmenes de este tipo de efluentes.

IV. Residuos de Naturaleza Doméstica: Se originan en los baños y casinos de la planta, es decir, resultan de actividades asimilables o domiciliarias, realizadas dentro de las dependencias de la industria.

1.1 TEST DE JARRA

El análisis de jarras es una prueba de laboratorio que busca determinar la dosis apropiada de

Coagulante que se debe suministrar al agua para optimizar el proceso de sedimentación. Este análisis básicamente es la simulación de los procesos de coagulación, floculación y sedimentación con diferentes dosis de coagulante; la determinación para saber cuál es la dosis óptima se hace por comparación visual y se escoge la muestra en la cual se puedan ver los flocs de mayor tamaño y que presente menor turbiedad.

La coagulación en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto agrupar las partículas (coloides) en suspensión dispersas en el agua en otras más voluminosas y pesadas que puedan ser separadas más fácilmente del agua. La neutralización de la carga eléctrica del coloide, se realiza aplicando el agua coagulantes o coadyuvantes; el coagulante más común es el sulfato de aluminio (alumbre).

La floculación ocurre mediante dos mecanismos: la floculación ortocinética y pericinética a los cuales se ven sometidas las partículas después que son desestabilizadas y agrupadas, influyendo en gran medida el tamaño de las mismas. Así para partículas pequeñas (menores de 1 µm), juega un papel más importante la floculación pericinética influida por efecto térmico que da lugar al movimiento browniano que distribuye uniformemente las partículas en la solución, y en el caso de partículas de mayor tamaño tiene una gran importancia el gradiente de velocidad del liquido(G), predominando la floculación ortocinética. En definitiva en el fenómeno de la floculación el número de choques entre partículas es proporcional a la concentración de estas, a su tamaño y al gradiente de velocidad.

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo general:

Analizar por medio de métodos fisicoquímicos una muestra de aguas residuales.

2.2 Objetivos específicos:

i. Evaluar y cuantificar la calidad de la muestra por el Test de Jarra

ii. Determinación de sólidos totales (método 2540.B del A.S.T.M)

iii. Determinación de sólidos volátiles y sólidos fijos (método 2540.E del A.S.T.M)

iv. Determinación de sólidos suspendidos totales (método 2540.D del A.S.T.M; NCh 2313/3.of95)

v. Determinación de sólidos sedimentables (método 2540.F del A.S.T.M, NCh 2313/4. Of95)

3 Procedimiento Experimental:

3.1 Determinación de calidad del agua por el Método del Test de Jarra

1. Se debe caracterizar la muestra, agitando el recipiente que contiene la muestra de agua residual.

2. Luego hacer una medición de pH, con el equipo respectivo y para corroborar utilice las tiras reactivas de pH.

3. A cada grupo se le será asignado un pH y un reactivo específicos para determinar el valor adecuado del pH, antes de continuar con el procedimiento.

Grupo de Trabajo Nivel de pH Concentración de Reactivo

1 6 Ácido Sulfúrico concentrado

2 6 Ácido Sulfúrico concentrado

3 9 Hidróxido de Sodio al 5%

4. A continuación, cuando el pH esta en el nivel correcto, las muestras con el agua residual, se colocan en vasos precipitados de 1000 ml debidamente rotulados con el nombre de cada grupo de clases, llevándose al floculador.

5. En el floculador estará a una cantidad constante de rotación (300 rpm) por un tiempo determinado (4 minutos).

6. Una vez homogénea la muestra, se debe aplicar el coagulante ( Sulfato de Aluminio), el que estará en la siguientes concentraciones:

Grupo de Trabajo Cantidad de Coagulante en 1ml se solución

1 Al 10%

2 Al 8%

3 Al 1%

7. Se agita durante 1 minuto a una cantidad de 120 rpm o en su defecto hasta que alcance una formación de floc.

8. Se debe añadir el floculante (polímero aniónico, comparándolos con unos entregados por el mismo docente).

Grupo de Trabajo Cantidad de Floculante en 1ml de solución

1 Al 0,1%

2 Al 0,5%

3 Al 1 %

9. Se debe homogenizar la muestra por acción de una agitación lenta de 50 rpm por 15 minutos, o que los floc sedimente.

...