Tema- TRATAMIENTO DE AGUAS.

TRATAMIENTO DE AGUAS

En el proceso de tratamiento de las aguas se llevan a cavo múltiples procesos, entre los cuales tenemos la neutralización, un procedimiento sencillo que se  realiza debido a que las agua presentan un carácter acido, neutro o básico que como resultados de los residuos disueltos en ellas. Esta reacción es controlada mediante la medición del pH de los efluentes.

Otro dato de gran importancia que se puede obtener y evaluar conociendo el pH de un agua es la presencia de gases, como la de los mas comunes en la atmosfera terrestre, el O2 y el CO2 (oxigeno y dióxido de carbono respectivamente) por lo cual se utiliza la implementación de una desgasificación, con el objetivo de evitar la corrosión e incrustaciones, asegurando de esta forma la calidad del agua para la alimentación y el buen estado de los tramos recorridos por las mismas. En un pH alrededor de 4.5 el CO2 en el agua esta en forma gaseosa, mientras que a un pH mas o menos entre los 8.5 se encuentra de forma iónica.

El origen de los gases presentes en el líquido es bastante variado, por ejemplo, los provenientes de las industrias, la respiración, que en caso de las algas que través de la fotosíntesis del CO2 y el agua para producir hidratos de carbono y, Por otro lado las bacterias, que emplean el O2 en su metabolismo y producen CO2. En consecuencia, la presencia de estos microorganismos en los suelos, generan altas concentraciones de dióxido de carbono en los pozos y la ausencia de oxigeno en las aguas subterráneas respectivamente.

Ahora, encontramos que la desgasificación de las aguas no solo se realiza por acción mecánica, sino que además se puede hacer la remoción por medios químicos mediante el intercambio de iones.

La filtración y ultrafiltración son métodos usados en la purificación de las aguas, y dichos procedimientos consisten en la implementación de una membrana en los sistemas de tratamiento, a través de la cual se va a forzar a pasar el agua, donde quedaran atrapadas la mayor parte de las impurezas de alto peso molecular disueltas. La diferencia entre estos dos términos está en las características físicas de las membranas usadas; en la filtración se usan poros bastante grande, en general de 0.1 u o mayores y en la ultrafiltración encontramos el uso de membranas de poros mas pequeños. El uso de estos poros genera la necesidad de un aumento en la presión necesaria para atravesar las membranas, para así obtener velocidades de flujo aceptables.

La diálisis es rara vez utilizada en la purificación o renovación de aguas, este proceso de separación por membrana se emplea para regenerar soluciones químicas fuertes para evitar  que sus desechos lleguen a convertirse en problemas.

Otros métodos de purificación mediante la utilización de membranas son el método de diseño tubular, la electrodiálisis y la osmosis inversa.

Durante el tratamiento de las aguas se lleva a cabo otro proceso denominado aireación, mediante el cual se busca poner en contacto íntimo al agua con el aire, Este puede ser incluido como parte de la desgasificación ya que tiene en común con ésta, la remoción de gases disueltos (CO2, metano, etc.), pero junto con la realización de este paso se logra además, aumentar el contenido de O2 en las aguas y  producir oxidación, una química y otra bioquímica, en las cuales respectivamente se da la oxidación de impurezas inorgánicas y orgánicas por digestión bioquímica.

En aguas dulces típicas, el grueso de los constituyentes en los líquidos filtrados esta compuesto por minerales disueltos, sin embargo, hay cantidades apreciables de minerales no iónicos en forma de coloides, entre ellos se pueden encontrar sílice, óxidos metálicos insolubles y compuestos orgánicos, como lo son las sustancias que producen el color, el sabor y el olor.

El sabor salado en una muestra de agua, por ejemplo, se puede manifestar cuando en estas se encuentran concentraciones de cloruros de por lo menos de 500 mg/L. Olores como a “huevo podrido” es producido por el sulfuro de hidrógeno en aguas de pozo. Estas aguas “de pozo” representan la primera fuente de abastecimiento en los corregimientos, veredas y caseríos en países en vía de desarrollo.

En cuanto al tratamiento del agua de mar, se debe realizar un procedimiento conocido como desalinización. La desalación es una actividad que puede aplicarse tanto a agua de mar como a agua salobre, su funcionamiento consiste en hacer pasar el agua salada por una membrana semipermeable, que permite el paso de moléculas de agua mientras que rechaza las especies iónicas disueltas, produciendo una corriente prácticamente libre de sales que se denomina permeado, y una corriente que contiene una mayor concentración de salmuera, que cuenta con aquellas sales que han sido rechazadas por la membrana de ósmosis inversa, esta corriente suele denominarse rechazo.

La evaporación también es un método usado ampliamente en operaciones de tratamiento de agua, como son la preparación de agua de alimentación de la caldera, la concentración de licor diluido, la evaporación de agua de mar para la obtención de agua dulce, y más. A medida que el agua se evapora, el agua de la solución y el líquido se vuelve mas concentrado, es posible concentrarlo hasta el punto en que se rebasa la solubilidad de la sal, Lo cual produce la precipitación, por lo común en forma de incrustaciones sobre la superficie de transferencia de calor. Donde el agua es evaporada, la incrustación puede consistir en sales de calcio, magnesio y sílice.

La ósmosis es un proceso natural que ocurre en plantas y animales. Cuando en dos soluciones con diferentes concentraciones separadas por una membrana semipermeable (que permite el paso de agua pero no de sales), existe un flujo natural de agua de la parte menos concentrada a la parte mas concentrada para igualar las concentraciones finales. El paso del agua crea una presión denominada presión osmótica. Este proceso lo podemos invertir aplicando una presión externa mayor a la presión osmótica haciendo circular el agua de la solución mas concentrada a la menos concentrada, y Como resultado conseguiremos de un lado las sales y por el otro lado el agua purificada con bajo contenido en sales.

En este caso se requiere energía, en forma de presión, que será ligeramente superior a la presión osmótica que haría pasar el solvente de baja concentración hacia el lado de la alta concentración. La presión necesaria para conseguir la ósmosis inversa depende de la cantidad de sales disueltas y del grado de desalinización que se quiera obtener. Del empleo de energía en el proceso resulta un aumento de la entropía.[pic 1]

La entropía es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se da de forma natural.

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