Quimica Basica Del Agua

QUÍMICA BÁSICA DEL AGUA

1. Qué tipo de clarificadores se usan en la industria del Valle del Cauca. Antes de mencionar los tipos de clarificadores cabe dar una pequeña definición de lo que es un clarificador. El clarificador es un componente clave de muchos sistemas de tratamiento de aguas residuales ya que ayudan a eliminar los contaminantes y concentrarlos en los lodos que se generan, tiene por objeto retirar los sólidos suspendidos, sólidos finamente divididos y materiales coloidales, convirtiéndolos en partículas más grandes que se pueden remover con mayor facilidad. Es un proceso utilizado tanto en sistemas de tratamiento de aguas municipales con el fin de obtener agua potable para consumo humano, como en sistemas de tratamiento de aguas industriales que comprenden el tratamiento individual del agua proveniente de acueductos municipales de acuerdo con su uso final, ya sea agua para elaboración de bebidas o alimentos, generación de vapor o circuitos de refrigeración, lavado de envases. Existen dos tipos de clarificadores: a) Clarificador por contacto de sólidos, de aquí hay dos tipos más comunes de estos clarificadores los cuales son: clarificadores de lechos de lodos y clarificadores con circulación de lodos. b) Clarificador convencional el cual no tiene contacto con los lodos generados, cabe resaltar que esté presente un menor rendimiento.

Figura 1. Clarificador de manto de lodos

2. que fenómenos físicos y químicos alteran la clarificación del agua

Características físicas: estas son llamadas así debido a que afectan las condiciones estéticas y aceptables del agua, las cuales pueden ser detectadas mediante los sentidos, estas características son: temperatura, pH, olor y sabor, turbiedad, color y solidos solubles e insolubles. Temperatura: es uno de las características físicas más importantes en el agua, debido a que esta influye en el retardo o aceleración de la actividad biológica, la absorción del oxígeno, la precipitación de compuestos, floculación, sedimentación, filtración entre otros. pH: este puede influir en los procesos de tratamiento del agua como la coagulación y la desinfección. Olor y sabor: esta característica es muy importante debido a que es la razón principal de rechazo por parte del consumidor ya que eta estrechamente relacionado con el dicho de “A lo que huele, sabe el agua”. La falta de olor puede ser un indicio indirecto de la ausencia de contaminantes, por otro lado la presencia de olor como por ejemplo el sulfuro de hidrogeno puede indicar la presencia de compuestos orgánicos, respecto al sabor, se pueden considerar 4 sabores básicos: acido, salado amargo y dulce. Turbiedad: esta característica es originada por partículas en suspensión, como por ejemplo arcilla y tierra dividida, según estudios esta característica no influye en la salud, pero afecta la calidad estética del agua, sin embargo este problema se puede solucionar utilizando coagulantes, acondicionadores de pH entre otros. Color: esta característica se atribuye a la presencia de taninos, ácidos grasos, ácidos fúlvicos etc. La formación e color también puede deberse a otros factores como la temperatura el tiempo de contacto, el pH, la materia disponible y la solubilidad de los compuestos coloreados. Características químicas Agentes espumantes: se agrupan a todos los compuestos tensoactivos que cuando son sometidos a una agitación producen espumas, la causa de este compuesto se debe a los detergentes domésticos, la presencia de estos compuestos en el agua pueden dispersar las sustancias solubles e insolubles provocando una disminución en la tensión superficial del agua. Lo cual interfiere en el proceso de coagulación filtración y sedimentación. Alcalinidad: la presencia de la alcalinidad es importante en el tratamiento del agua debido a que esta reacciona con coagulantes hidrolizables como sales de hierro y aluminio durante el proceso de coagulación, además de esto tiene incidencia sobre el carácter corrosivo o incrustante que puede tener el agua y, cuando alcanza niveles altos, puede tener efectos en el sabor. Dureza: La dureza está relacionada con el pH y la alcalinidad; depende de ambos. Un agua dura puede formar depósitos en las tuberías y hasta obstruirlas completamente. Esta característica física es nociva, particularmente en aguas de Alimentación de calderas, en las cuales la alta temperatura favorece la formación de sedimentos. La remoción de la dureza en el tratamiento se lleva a cabo mediante la precipitación con cal o mediante el proceso combinado cal-carbonato, conocido como ablandamiento cal-soda. Aceites y grasas: La presencia de aceites y grasas en el agua puede alterar su calidad estética (olor, sabor y apariencia). Materia orgánica: Las aguas naturales, además de sustancias minerales y disueltas, pueden llevar en suspensión sustancias orgánicas provenientes del

lavado de los suelos o del metabolismo de los organismos que viven en ellos. Además, los cuerpos de aguas superficiales pueden recibir descargas de aguas residuales de origen doméstico o industrial, las cuales provocan la polución y la contaminación en niveles variables. La materia orgánica puede ser, en muchos casos, la responsable del color, el olor y el sabor del agua, los cuales deben ser eliminados durante el tratamiento a fin de hacerla apta para el consumo humano. 3. Qué tipo de coagulantes y floculantes son utilizados para clarificación La coagulación es el proceso de formación de pequeñas partículas gelatinosas mediante la adicción de un coagulante al agua y la aplicación de energía mezclado, que desestabiliza las partículas suspendidas por neutralización de las cargas de coloides cargados negativamente. Los coagulantes son materiales químicos que se adicionan al agua para lograr la descarga de todas las partículas coloidales dando origen a la formación de medios mas grandes (floculos), que sedimentan más rápidamente. Los coagulantes más comunes que se usan en el tratamiento de aguas son compuestos inorgánicos de aluminio o hierro como el sulfato de aluminio, aluminato de sodio, sulfato ferroso, sulfato férrico y cloruro férrico. Cada coagulante tiene un rango específico de pH donde tiene la mínima solubilidad y ocurre la máxima precipitación dependiendo, también, de las características químicas del agua cruda. Con excepción del aluminato de sodio, estos coagulantes son sales ácidas que disminuyen el pH del agua. Por esta razón y dependiendo del agua a tratar, es necesario agregar un álcali como cal, soda ash o soda cáustica. La floculación es el proceso mediante el cual se juntan las partículas desestabilizadoras o coaguladas para formar un aglomerado más grande llamado flóculo y se debe a un mecanismo de formación de puentes químicos o enlaces físicos. La floculación se consigue recurriendo a una mezcla moderada y prolongada que transforma las partículas coaguladas de tamaño submicroscópico en otras suspendidas, discretas y visibles. Los floculantes más utilizados son: a) floculantes minerales: sílice activada que es el primer floculante empleado, que debe ser preparado antes de ser utilizado. b) Floculantes orgánicos naturales: polímeros naturales obtenidos por sustancias animales y vegetales c) Floculantes orgánicos de síntesis: macromoléculas de una gran cadena obtenidos por monómeros sintéticos 4. Describa que son sólidos sedimentables, solidos suspendidos y disueltos Los sólidos en suspensión: son aquellos que se encuentran en el agua sin estar disueltos en ellas, pueden ser sedimentables o no y, para determinar su cantidad en forma directa es complicado, para ello se calcula matemáticamente conociendo la cantidad de sólidos no sedimentables y de sólidos en suspensión y realizando una diferencia de estas dos medidas. Sólidos disueltos o residuos disueltos: Mejor conocidos como sólidos filtrables, son los que se obtienen después de la evaporación de una muestra previamente filtrada.

Sólidos en suspensión. Corresponden a los sólidos presentes en un agua residual, exceptuados los solubles y los sólidos en fino estado coloidal. Solidos sedimentables: Se definen como una medida de turbulencia en el cuerpo de agua de donde proceden las muestras. También se pueden definir como la sedimentación de sólidos en suspensión. 5. Porque es importante el control de pH en el agua Es importante el control del pH debido a que este puede producir una serie de reacciones en el agua, este tiene gran importancia en el tratamiento del agua especialmente en la coagulación, desinfección y estabilización. Durante la coagulación, la remoción de la turbiedad es eficiente por lo general en un rango de pH de 6,0 a 7,8, mientras que la remoción del color se consigue con un pH de entre 4 y 6. Sin embargo, es necesario puntualizar que el pH óptimo para ambos casos debe determinarse por medio de la prueba de jarras. La estabilidad del agua depende del pH. Una planta de tratamiento debe producir agua que no sea ni corrosiva ni incrustante. En la práctica, esto significa que el pH del agua tratada debe ser ligeramente mayor que el pH de saturación. En otras palabras, el índice de saturación debe ser ligeramente positivo. 6. Que es desmineralización Se define como el proceso de eliminación de todas las sales disueltas en agua. Existen dos métodos comunes de desmineralización, los cuales son destilación e intercambio iónico. 7. Que es osmosis inversa La ósmosis es un fenómeno físico-químico de difusión pasiva que implica un movimiento neto de agua a través de una membrana selectivamente permeable que limita dos compartimentos, es provocado por la diferencia de concentración (gradiente) de una solución acuosa entre ambos compartimentos. La ósmosis es un fenómeno biológico importante para la fisiología celular de los seres vivos. La ósmosis inversa puede ser considerada como el grado más avanzado de filtración que se ha inventado para la purificación del agua y sin añadirle ninguna sustancia química. Características de la osmosis inversa 

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Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos) disueltos en el agua (hasta el 99%). Remueve los materiales suspendidos y microorganismos. Realiza el proceso de purificación en una sola etapa y en forma continua. Es una tecnología extremadamente simple que no requiere de mucho mantenimiento y puede operarse con personal no especializado. El proceso se realiza sin cambio de fase, consiguiendo ahorro de energía. Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad excepcional en cuanto al tamaño de las plantas: desde 1 m3/día, a 1, 000,000 m3/día.

Figura 2. Osmosis inversa

BIBLIOGRAFIA  Castro, M. Parámetros físico-químicos que influyen en la calidad y en el tratamiento del agua. Lima, CEPIS, 1987.  CRUZ, C. (agosto 2014). cursos de sistemas de potabilización con clarificadores de contacto. septiembre 27 2015, de universidad del valle. Tomado desde internet  Barrenechea, A. (2013). aspectos fisicoquímicos de la calidad del agua. septiembre 27 2015, Sitio: tomado desde internet.  Valencia, C. (2000). características de las aguas residuales. Septiembre 27 2015, de UNAD Sitio: tomado desde internet.