Coagulación y floculacion

CARRERA: Ingeniería Ambiental

SEMESTRE: Quinto                                CALIFICACIÓN: ________________________

PRÁCTICA N°: 2                                FECHA: 31-05-2019

NOMBRES:

• Paspuel Monta Christian Israel
• Fuel Alejandro
• Durán Marissa

TEMA: COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN

1.  OBJETIVOS

1. Objetivo General

• Realizar ensayos de coagulación-floculación en una muestra de agua residual gris para determinar las condiciones apropiadas de tratamiento.

        1.2 Objetivos Específicos

• Encontrar una dosis óptima de coagulante y floculante en el proceso de coagulación-floculación para una muestra de agua residual gris.
• Determinar la velocidad y tiempo de agitación de la mezcla para la correcta formación de los coágulos y flóculos.
• Establecer la demanda química de oxígeno (DQO) en la muestra de agua residual gris antes y después del tratamiento.

1. FUNDAMENTO TEORICO.

DQO

Según (kasetsu, 2018) es la demanda química de oxígeno del agua. Es la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar la materia orgánica por medios químicos y convertirla en CO2 y H2O. Se expresa también en mgO2/l Cuanto mayor es la DQO, más contaminada está el agua. La DQO es una prueba que solo toma alrededor de tres horas, por lo que los resultados se pueden tener en mucho menor tiempo que lo que requiere una prueba de DBO. La DQO en aguas industriales puede situarse entre 50 y 2.000 mgO2/l, aunque puede llegar a 5.000 según el tipo de industria. La diferencia principal entre la DBO y la DQO es que la segunda engloba la primera, e incluye más cosas. En la DBO sólo se detecta el material orgánico degradado biológicamente o que es biodegradable, mientras que en la DQO se busca la oxidación completa de la muestra, de manera que todo el material orgánico, biodegradable y no biodegradable, es químicamente oxidado. Para una muestra dada de agua, el valor de DQO siempre ha de ser mayor que el de DBO.

Coloides

Las aguas potables o residuales, en distintas cantidades, contienen material suspendido, sólidos que pueden sedimentar en reposo, ó sólidos dispersados que no sedimentan con facilidad. Una parte considerable de estos sólidos que no sedimentan pueden ser coloides. En los coloides, cada partícula se encuentra estabilizada por una serie de cargas de igual signo sobre su superficie, haciendo que se repelan dos partículas vecinas como se repelen dos polos magnéticos. Puesto que esto impide el choque de las partículas y que formen así masas mayores, llamadas flóculos, las partículas no sedimentan. Las operaciones de coagulación y floculación desestabilizan los coloides y consiguen su sedimentación. Esto se logra por lo general con la adición de agentes químicos y aplicando energía de mezclado. (Bastidas, 2016)

Coagulación

Desestabilización de un coloide producida por la eliminación de las dobles capas eléctricas que rodean a todas las partículas coloidales, con la formación de núcleos microscópicos. (Bastidas, 2016)

Floculación

Aglomeración de partículas desestabilizadas primero en microflóculos, y más tarde en aglomerados voluminosos llamados flóculos. (Bastidas, 2016)

Ensayo de pruebas de jarra

La prueba de jarras es una técnica de laboratorio que pretende realizar una simulación del proceso de clarificación del agua que se lleva a cabo en la planta, de manera que permite evaluar a escala y de una manera rápida la acción que ejerce sobre el proceso de clarificación la variación de los diferentes parámetros como velocidad y/o tiempo de agitación, gradientes de velocidad producidos, dosificación de diversos compuestos químicos solos o en combinaciones, etc. (sistemajpii, 2013)

1.  DATOS Y VARIABLES        

Cuadro 1. Condiciones iniciales de la muestra de agua

Cuadro 2. Variables por analizar en la práctica

1. PARTE EXPERIMENTAL

1. MATERIALES Y EQUIPOS

Tabla: Materiales y reactivos

1. Procedimiento

4.2.1 Análisis previos de la muestra de agua

1. Ubicar 100 ml de la muestra de agua en el vaso de precipitación y proceder a medir el pH, temperatura y conductividad con los equipos pH HANNA HI 2210 y conductímetro.
2. Leer la turbidez de muestra de agua.
3. Ubicar 2 ml de la muestra en los viales de DQO y ubicarlos en la plancha de calentamiento a 150°C por 2 horas.
4. Realizar las mismas mediciones una vez finalizado el proceso de coagulación-floculación con el clarificado obtenido.

4.2.3 Prueba de dosis de coagulantes y floculantes

1. Preparar una solución madre de sulfato de aluminio de 20000 ppm.
2. Proceder a ubicar 40 ml de muestra de agua en cada uno de los vasos de precipitación de 50 ml.
3. Experimentar con las concentraciones deseadas de coagulante en la muestra de agua, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 750, 850, y de acuerdo a las concentraciones deseadas calcular el volumen de la solución madre que se debe ubicar en los vasos de precipitación, recordando que el volumen de coagulante no debe ser mayor al 5% del volumen total de la muestra.
4. Ubicar el volumen de coagulante en los vasos con ayuda de la pipeta de 5 ml e inmediatamente agitar rápidamente con la varilla por 30 segundos.
5. Esperar aproximadamente 2 minutos y observar la formación de coágulos en la muestra de agua que se encuentra en los vasos.
6. Con una linterna hacer atravesar luz a través de la muestra y anotar el porcentaje de luz que pasa, mientras mayor sea la luz que atraviesa la muestra, mejor es el resultado.
7. Repetir el proceso con cloruro férrico (13000 ppm) y con policloruro de aluminio (20000 ppm).
8. Escoger un rango de óptimos para cada uno de los coagulantes y de igual manera escoger a criterio propio el coagulante que dio mejor resultado en la muestra de agua, es decir que permitió un mayor pase de luz en su rango de óptimos.
9. De igual manera, proceder a ubicar el floculante en su dosis óptima y luego experimentar con diferentes concentraciones de poliacrilamida anicónica, revolviendo durante 1 minutos a velocidad lenta.

4.2.3 Prueba de velocidades óptimas de agitación

1. Con el coagulante, floculante y respectivas dosis óptimas escogidas, se procede a ubicar 400 ml de muestra de agua en el vaso de precipitación.
2. Ubicar el vaso en la prueba de jarras, y adicionar el coagulante en la dosis óptima escogida, inmediatamente programar el equipo para una velocidad de agitación rápida y luego ubicar el floculante en la dosis óptima escogida para una velocidad de agitación lenta.
3. Probar con distintas velocidades y tiempos de agitación, hasta que se formen de manera eficiente los coágulos grandes y densos de manera rápida.
4. Los valores de agitación rápida a probar son: 100, 130, 160, 200 y 250 (RPM) durante 30 segundos.
5. Los valores de agitación lenta a probar son: 5, 10, 15, 20 y 35 (RPM) durante  3 minutos.

    4.2.4 Determinación de velocidad de sedimentación

1. Ubicar 500 ml de muestra de agua en la probeta e inmediatamente ubicar la dosis de coagulante óptimo, agitar con la varilla de agitación simulando las velocidad rápida optima durante 1 minuto y luego ubicar el floculante en la dosis óptima y simular la velocidad lenta durante 3 minutos, tomar el tiempo en que se forman los coágulos y estos sedimentan, y por tanto es posible identificar las zonas de sedimentación, transición y clarificado.
2. Una vez parado el tiempo, se procede a medir las alturas de clarificado, transición y sedimentación.
3. Esperar hasta que los coágulos se hayan sedimentado totalmente y proceder a filtrar la muestra.
4. Con ayuda del embudo, ubicar papel filtro y filtrar la muestra en una botella plástica vacía y limpia.

1. CÁLCULOS

SOLUCION MADRE DE COAGULANTE

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CONCENTRACIÓN DE COAGULANTE  PARA BUSCA DE OPTIMOS

Concentración =  400 ppm

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CONCENTRACIÓN DE FLOCULANTE  PARA BUSCA DE OPTIMOS

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