Informe jarras

UNIVERSIDAD DE COSTA RICA Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Civil

Informe 6 Prueba de jarras

Estudiante José Pablo Núñez Cordero A64114

Profesora Ing. Paola Vidal

II semestre 2011

Contenido

1.

Introducción ........................................................................................................... 1

2.

Marco Teórico ........................................................................................................ 1

3.

Descripción de la muestra ....................................................................................... 3

4.

Descripción de la prueba ........................................................................................ 3

5.

Equipo y materiales ................................................................................................ 3

6.

Resultados.............................................................................................................. 4

7.

Análisis de resultados ............................................................................................. 6

8.

Conclusiones y recomendaciones ............................................................................ 7

9.

Bibliografía ............................................................................................................. 7

1. Introducción En este experimento se estudian parámetros que son identificables a simple vista por los usuarios, por lo que se deben tratar con mucho cuidado debido para evitar molestias. Se trata del color y la turbiedad, ambos indicadores físicos de la contaminación o de la impureza del agua. Estos parámetros son medidos principalmente en el agua potable, ya que en aguas residuales no es indispensable como se vea el agua ya que no se va a consumir, se miden con respecto a mezclas patrón de agua pura. Como se comentó anteriormente, la apariencia del agua es muy importante para la personas que la consumen, colores oscuros o agua turbia produce el rechazo total de la población generando un descontento que se traduce en pérdidas económicas. Por esta razón algo tan sencillo como el color del agua, debe cuidarse en las plantas potabilizadoras para evitar problemas con los sitios abastecidos.

2. Marco Teórico 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. Existen muchos materiales que pueden causar turbiedad en las aguas naturales, por lo que hay un parámetro arbitrario estándar para su medición conocido como mg SiO2 /1 = 1 unidad de turbiedad. En el instrumento de laboratorio para su determinación un rayo de luz ilumina la muestra y uno o más detectores fotoeléctricos son utilizados con un dispositivo de lectura que indica la intensidad de luz al ángulo apropiado al paso de la luz. Las unidades de turbiedad pueden ser tan bajas como 0.02 UNT. Mientras que muestras con unidades mayores a los 40 UNT son generalmente diluidas con agua libre de turbiedad, hasta obtener lecturas en un rango de 30 a 40 UNT. La turbiedad se obtiene de la multiplicación de la turbidez medida y el factor de dilución. 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

1

industrias de papel, curtido y textil. Se puede dividir el color en dos categorías, color aparente y verdadero. El color aparente es caracterizado por:  Producido por materia suspendida y disuelta.  Es la sumatoria del color verdadero y el producido por las partículas suspendidas  Se mide en la muestra pura.  Color asociado a la turbiedad. El color verdadero es caracterizado por:  Producido por materia en solución.  Causado por la presencia de partículas mucho más finas que las que originan la turbidez.  Es el color remanente una vez eliminado el material suspendido,  Se obtiene al medir el color de la muestra filtrada por membranas de 0.45 m Prueba de Jarras En el agua residual existen partículas de diferentes tamaños, estas y la materia suspendida es removida generalmente por sedimentación y filtración. Sin embargo las partículas coloidales no pueden ser removidas por estos medios ya que tienen tamaños que oscilan entre 1 y 100 m, lo cual hace que se requieran áreas sumamente grandes para ser sedimentadas naturalmente. Por otra parte, la filtración es poco eficiente ya que en presencia de altas concentraciones de coloides los filtros tienden a colmatarse muy rápidamente, además la superficie de los coloides tiene una carga negativa debido a reacciones superficiales, adsorción e imperfecciones de retícula, que hace que dichas partículas se repelan entre sí. En fin, las partículas coloidales son extremadamente estables. Para remover esta turbidez se requiere de la floculación, dicha operación unitaria consiste en la neutralización de la carga negativa de los coloides, produciendo inicialmente monómeros metálicos, posteriormente polímeros metálicos y finalmente hidróxidos metálicos poco solubles. Estos hidróxidos metálicos forman una retícula entre si que puede ser afectada por la gravedad y finalmente llega a sedimentar. La prueba de jarras determina la cantidad de coagulante que debe ser adicionado para lograr una floculación de las partículas coloidales y por ende una sedimentación química de las mismas. Durante la prueba se dan tres procesos importantes: coagulación, floculación y separación por sedimentación

2

3. Descripción de la muestra La muestra fue tomada del río Badilla en Cartago el cual abastece el embalse el llano, parte de este cuerpo de agua es conducido hasta la planta potabilizadora de agua en Tres Ríos. Este río se encuentra sobre una arcilla rosada lo cual le da un tinte al agua de ese color y la muestra no tenía ningún olor.

4. Descripción de la prueba 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Coloque 1 litro de muestra en un beaker de 2L. Mida los valores iniciales correspondientes de Turbiedad, Color, pH y Temperatura. Agregue al litro de muestra la dosis de coagulante que se indique. Lleve la muestra al aparato de Jarras. Mezcle durante 2 minutos con velocidad de mezclado rápido. Cambie a velocidad de mezclado lenta y mezcle durante 20 minutos. Observe cuidadosamente para determinar el tiempo que tarda en formarse flóculos en la muestra. 8. Apague el aparato y deje reposar la muestra sobre la lámpara por 30 minutos. 9. Tome una muestra superficial del agua tratada. 10. Mida nuevamente los valores de Turbiedad, Color, Temperatura y pH. 11. Elabore una curva de la dosis de coagulante vrs los parámetros medidos. 12. Elabore una curva de la dosis de coagulante vrs % de eficiencia en la eliminación de turbiedad.

5. Equipo y materiales Cuadro 1. Equipos utilizados. Equipo

Código

Colorímetro

158826

Beaker 250 ml

-

Recipientes de 10 y 25 ml

-

Equipo para prueba de jarras

174560

Pipeta

-

3

6. Resultados En este ensayo se realizó la prueba de jarras la cuales muy común para simular lo que ocurre en una planta potabilizadora de agua en Costa Rica. Cuadro 2. Resultados Prueba de Jarras Cantidad de coagulante (ml) 0

Ph

6,99 6,86 6,91 7,02 6,04 5,35

2 5 10 20 30

% de remoción turbierdad

% de remoción color

348

-

-

168 232 252 1 31

60,38%

51,72%

53,75%

33,33%

48,17%

27,59%

95,62%

99,71%

85,18%

91,09%

Temperatura (°C) Turbiedad (NTU) Color

-

57,3 22,7 26,5 29,7 2,51 8,49

26,5 26,5 26,5 26,5 26,5

Color 300 250

Color

200 150 Color

100 50 0 -50

0

10

20

30

40

Dosis de coagulante (ml)

Figura 1. Color según la cantidad de coagulante.

4

Turbiedad 35 30

Color

25 20 15

Color

10 5 0 0

5

10

15

20

25

30

35

Dosis de coagulante (ml)

Figura 2. Cantidad de turbiedad según la cantidad de coagulante.

Eficiencia en la remoción turbiedad 120,00%

Eficiencia

100,00% 80,00% 60,00% Color

40,00% 20,00% 0,00% 0

5

10

15

20

25

30

35

Dosis de coagulante (ml)

Figura 3. Eficiencia en la remoción turbiedad según la cantidad de coagulante.

5

Eficiencia en la remoción color 120,00%

Eficiencia

100,00% 80,00% 60,00% Series1

40,00% 20,00% 0,00% 0

5

10

15

20

25

30

35

Dosis de coagulante (ml)

Figura 3. Eficiencia en la remoción de color según la cantidad de coagulante.

7. Análisis de resultados Mediante la prueba de jarras se muestra como la cantidad de sulfato de aluminio influye para disminuir la turbiedad en el agua así como el color aparente. En el cuadro dos se observa la acción del coagulante, ésta tiene un ph básico y el compuesto químico precipita arrastrando las partículas en suspensión disminuyendo su ph. En el grafico 1 podemos ver cómo va variando la turbiedad según la dosis de sulfato de aluminio que proporciono, como bien lo dice la teoría no necesariamente más dosis va generar mejores resultados. De igual manera se observa en el grafico 2 como va variando el color con respecto al coagulante, dando mejores resultados la jarra 5. Podemos ver como la jarra 5 la que contiene una dosis de 20ml es la que nos da más eficiencia para la remoción del color y de la turbiedad. Conocer esto es de mucha importancia para la potabilización del agua y el tratamiento que se la da a la misma ya que al manejarse en grandes cantidades de agua se manjean

6

grandes cantidades de coagulante lo que incurre a un gasto mucho mayor para la potabilización de la misma.

8. Conclusiones y recomendaciones  El sulfato de aluminio es muy eficiente para producir sedimentación en el agua y disminuir la turbiedad y el color.  La eficiencia máxima es de 95,6% en la remoción de turbiedad y se alcanza con la dosis de 20 ml.  La eficiencia máxima es de 97,6% en la remoción de color y se alcanza con la dosis de 20 ml.  La prueba de jarras es muy eficiente para determinar cuanta dosis de coagulante debe adherirse a la muestra.  El sulfato de aluminio tiende a bajar el ph en el agua que se esté tratando.  El agua de la muestra cumple con las especificaciones del reglamento de agua para consumo humano en su punto de eficiencia máxima.

9. Bibliografía 

Vidal, P. (2011). Guía de Laboratorio. San José, Costa Rica.



Wikipedia. (22 de Mayo de 2011). Recuperado el 22 de Mayo de 2011, de es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_aluminio

7