PRACTICA DE LABORATORIO N.-1 TEMA: PRUEBA DE JARRAS

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   ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

                  AGUA Y SANEAMIENTO AMBIENTAL

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POTABILIZACIÒN DE AGUA

   PRACTICA DE LABORATORIO N.-1

TEMA: PRUEBA DE JARRAS

Desarrollado por:

Profesor:

Ing. Luis Machado  

Fecha de realización: Sábado 11 febrero 2017 

Fecha de entrega: Lunes 20 febrero 2017

1. TEMA: PRUEBA DE JARRAS

1. OBJETIVOS

• Efectuar pruebas de jarras en un agua, con el fin de estimar dosis óptima de coagulante para la remoción de materia suspendida y/o color.

• Determinar el pH óptimo de coagulación que permita la floculación de los flóculos.

1. MARCO TEORICO

Los procesos de coagulación y floculación son una parte importante del tratamiento de agua y aguas servidas.

La coagulación o desestabilización de una suspensión coloidal es el resultado de uniones instantáneas de las partículas, mediante procesos físicos y químicos. La floculación de cómo resultado la formación de una estructura de partículas sedimentables más grande, mediante uniones (puente químico). Estos dos procesos, son generalmente los primeros, en la secuencia de tratamiento de agua, para remover ya sea materia suspendida o color. También se realiza, la adsorción de formas iónicas, que varían dependiendo del tipo de ion involucrado y de la presencia y cantidades de otros constituyentes químicos en el agua o agua servida.

El análisis de un agua para el diseño de una secuencia de tratamiento, a menudo involucra experimentos de coagulación y floculación de laboratorio. Sales de aluminio o hierro pueden ser utilizadas para coagular partículas y formar flóculos sedimentables, compuestos de precipitación del óxido metálico acuoso y de impurezas. Este ensayo, llamado "Prueba de Jarras", es ampliamente utilizado para el control de operaciones en la planta y es rutinariamente realizado por los operadores de la planta de tratamiento.

Los ensayos de coagulación y floculación sirven para indicar la dosis química óptima para la remoción de turbiedad y color, incluyendo facetas auxiliares tal como ajuste del valor de pH y la necesidad del uso suplementario de carbón activado. La Prueba de Jarras, obtiene adicionalmente una abundante información cualitativa sobre la tasa de aglomeración como función de la entrada de energía (velocidad de las paletas), la sedimentación del floculo formado, la claridad del agua sobrenadante (que podría estar relacionada con la subsiguiente carrera del filtro).

Los experimentos de coagulación y floculación pueden también ser utilizados, en conjunto con otros ensayos, para estudiar los procesos básicos, incluidos por ejemplo, la cinética de reacción y la remoción de trazas constitutivas de soluciones acuosas.

Coagulante: Es toda sustancia química que al aplicarse al agua reacciona con las impurezas que esta tiene, para formar flocs (grumos) que al adherirse uno con otro o individualmente por efecto de su peso se depositan en el fondo. (RICA, 2011)

Turbiedad: Se refiere a aguas que contienen materia en suspensión que interfiere con el paso de un haz de luz a través del agua o en el cual la profundidad visual es restringida. La turbiedad es importante en el suministro de agua potable por tres razones: estética, filtrabilidad y desinfección.  (RICA, 2011)

Color: La presencia de color en el agua está asociada generalmente a materia orgánica, las aguas superficiales pueden estar coloridas debido a la presencia de iones metálicos naturales (hierro y manganeso), materia vegetal en descomposición (ligninas, taninos, ácidos húmicos y fúmicos, algas), contaminantes domésticos e industriales como en el caso de las industrias de papel, curtido y textil. (RICA, 2011)

1. MATERIALES

APARATOS

• Aparato de prueba de jarras.
• Seis jarras de 2 litro cada una.
• Espectrofotómetro.
• Medidor de turbiedad.
• Medidor de pH.
• Pipetas (1, 5, 10 ml.)
• Una bureta
• Embudo de plástico o de vidrio.
• Vasos de precipitación de diferente volumen.
• Jeringas
• Sulfato de aluminio

1. PROCEDIMIENTO

1. DETERMINACIÓN DE LA DOSIS ÓPTIMA DE COAGULANTE

1. Analizar la muestra de agua: pH, turbiedad, color y alcalinidad. Alternativamente, hacer una suspensión de arcilla con agua de la llave. Anotar al inicio del ensayo la temperatura del agua cruda.

1. Colocar 2 lt. de agua en cada una de las jarras del agitador del laboratorio y revisar la operación de agitación. El tablero con luz, facilitará la visualización del contenido de las jarras. Preparar diferentes dosis de la solución de sulfato de aluminio.

1. Al inicio de la mezcla rápida a 100 r.p.m. la que dura 60 segundos, añadir las soluciones de coagulante a las cinco jarras y dejar una jarra como control (para visualización).

1. Flocular a 30 r.p.m. por 20 min. Anotar el tiempo transcurrido, antes de que se forme un floculo visible. Si se forman flóculos grandes, podría ser deseable reducir la velocidad de rotación de las paletas. Anotar el tamaño y apariencia del floculo que se forma.

1. Luego de la floculación, remover las paletas y dejar sedimentar por 15 minutos.

1. Tome las muestras recolectando un volumen de aproximadamente 30 ml. Medir turbiedad, color y pH del sobrenadante en cada jarra, teniendo cuidado de no resuspender el sedimento en el momento del muestreo.

1. Si no son obtenidos resultados satisfactorios, repetir la prueba de jarras con otro rango de dosis de coagulante. El ensayo también puede ser repetido, para adicionalmente estrechar el rango cercano al óptimo de dosificación. Estimar el rango de dosificación sobre el que este coagulante podría ser efectivo.

1. Este mismo procedimiento se efectúa para cuatro diferentes turbiedades del agua cruda.

1. RESULTADOS

Para iniciar y después de culminar la prueba de jarras se determinó el pH, el color y la turbidez de la muestra. A continuación se presenta un cuadro sobre la variabilidad de los parámetros analizados.

Tabla 1. Parámetros determinados de la muestra

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              Ilustración 2   pH según la cantidad de coagulante

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SEDIMENTACION EN LAS MUESTRAS

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1. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSION

• En el ilustración 1 podemos observar cómo va variando la turbiedad según la dosis de sulfato de aluminio, podemos comprobar que no necesariamente más dosis va

generar mejores resultados. Generalmente esta grafica debería presentar un línea ascendente pero existe una alteración debido a los volúmenes de la muestra usada puesto que los primeros grupos que realizaron la práctica usaron 2 lt de agua en un recipiente de 2lt, mientras que el segundo grupo uso un recipiente de 2lt pero únicamente usaron 1lt respectivamente. Con ello podemos decir que si el volumen es menor y el envase mayor, existe un mejor movimiento de las paletas debido al espacio existente y habrá mayor sedimentación.

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