Sólidos en Todos Sus Formas

 

 

SÓLIDOS EN TOD S SUS FORM S  INTRODUCCIÓN

En un concepto general, los sólidos se definen como la materia que permanece como residuo después de evaporar a temperatura de 10 °C una muestra de agua. El término sólidos en todas sus formas involucra 10 determinaciones que representan un análisis completo del contenido de residuos en una muestra de agua. La simbología de estos residuos es la siguiente: 1.  ST= Sólidos totales. 2.  STV= Sólidos totales volátiles. 3.  STF= Sólidos Totales fijos. 4.  SST= Sólidos suspendidos totales 5.  SSV= Sólidos Suspendidos volátiles

6.  SSF= Sólidos suspendidos fijos 7.  SDT= Sólidos disueltos totales

8.  SDV= Sólidos Disueltos Volátiles. 9.  SDF= Sólidos disueltos fijos 10.  Ssed= Sólidos Sedimentables.

De las primeras 9 determinaciones, las indicadas en los puntos 1, 2, 4 y 5 se realizan por procedimientos gravimétricos sencillos y las restantes (3, 6, 7, 8 y 9) se calculan por diferencias entre una y otra de las ya determinadas.

La determinación de sólidos sólidos sedimentables utiliza el método volumétrico del cono Imhoff. Este método aparece en laNorma Oficial Mexicana.

La importancia sanitaria de la determinación de sólidos con respecto a aguas residuales, radica en el proceso que pueden impartir al cuerpo receptor, principalmente cuando las aguas de dicho cuerpo tienen un uso recreativo o para conservación de flora y fauna. Asimismo son de gran importancia en los costos de los sistemas de tratamiento de las aguas residuales, en virtud de que

 

aquellos están en función directa de la cantidad de sólidos que se vayan a eliminar e liminar en tratamientos como coagulación, sedimentación, filtración, lodos activados etc. etc .

En cuanto a Normas mexicanas aplicables en aguas residuales se encuentra únicamente la contenida conte nida en el reglamento para la prevención y control de la contaminación del agua, en donde se marca un máximo de 1000 ppm de sólidos disueltos en cuerpos receptores cuya agua tenga uso recreativo, conservación de flora y fauna y usos industriales.

Con respecto a los Sólidos totales, la Norma nacional marca un rango entre 500 y 1000 ppm de sólidos totales para aguas potables, y que valores altos repercuten en la salud al ser ingerida por el ser humano.

La determinación de sólidos suspendidos  suspendidos  es extremadamente valiosa en los análisis de aguas contaminadas y de aguas residuales; es uno de los parámetros usados para valorar la concentración de materia orgánica de las aguas residuales y para calcular la eficiencia de las unidades en sistemas de tratamiento.  tratamiento.  Por otro lado los sólidos volátiles y fijos nos indican una medida de la materia orgánica presente. La determinación de sólidos sedimentables con respecto a la construcción de plantas de tratamiento proporciona datos de eficiencia de los tanques de sedimentación.

MÉTODO DE ANÁLISIS

Los métodos de análisis son los que se describen más adelante, para cada determinación de sólidos en particular. Como se ha mencionado son procedimientos gravimétricos sencillos; las pruebas son básicamente empíricas y sus resultados no están sujetos al criterio usual de exactitud. Para obtener resultados analíticos reproducibles y comparables se requiere bastamente atención de los detalles de procedimiento, especialmente tiempos y temperaturas de secado e ignición, características del filtro usado y pesadas requeridas. re queridas.

MÉTODOS DE APLICACIÓN

Método Gravimétrico (descrito en el punto anterior).

 

FUNDAMENTO.

El método para cada determinación de sólidos en particular, está basado en etapas de evaporación secado y calcinación con cuyos residuos se calcula las las ppm de sólidos.

CAMPO DE APLICACIÓN

Tomado como base a los sólidos totales el método es adecuado para la determinación de residuos en agua potable, superficial y salina, así como aguas de desecho domésticas e industriales con concentraciones de 20 000 ppm.

INTERFERENCIAS

Para la obtención de buenos resultados agitar homogéneamente la muestra. La presencia de partículas grandes, materia flotante, precipitados precipitados o muestra no homogéneas homogéneas conduce a resultados no reproducibles; también afectan a los resultados las películas de grasa presentes en la muestra.

METERIAL y EQUIPO

Se enlista el material y equipo equipo que involucra las determinaciones determinaciones de ST, STV, SST, SSV y SSed. 

  Cápsula de Porcelana de 100 ml   Crisol Gooch de porcelana de 50 ml



  Pinzas para estufa de secado



  Discos de fibra de vidrio (Filtros)



  Matraz Kitazato de 500 ml



de 50 ml   Probeta graduada de



  Bomba de vacío



  Balanza analítica



  Desecador de vidrio o desecador de aluminio



  Estufa de secado ( 105 °C)



 

  Mufla para calcinación ( 55º± 50 °C)



  Pinzas para mufla



  Guantes de asbesto



  Sílica gel



  Cono de vidrio Imhoff de 1 l



  Soporte para cono Imhoff



  Varilla de vidrio como agitador.



REACTIVOS Y SOLUCIONES Las determinaciones determinaciones de este parámetro no requieren requieren reactivos ni ssoluciones oluciones preparadas preparadas en forma especial.

 



Cloruro férrico FeCl3.- se disuelve unos 5 g de FeCl3  en volumen aproximado de 50 ml de agua destilada tibia.

  Esta solución se usa para marcar las capsulas de porcelana.



PROCEDIMIENTOS Y CÁLCULOS Conforme a lo indicado en la introducción de este parámetro, se describirán los procedimientos para ST, SST, SSV y SSed.

SOLIDOS TOTALES (ST) Los sólidos totales representan la totalidad de material suspendido y disuelto que contiene el agua y se determinan evaporando y secando la muestra de agua a una temperatura definida.

  En una cápsula de porcelana puesta previamente a peso constante ( P1), colocar 50



ml de muestra muestra y llevarlos a evaporación total en la estufa, la cual cual d debe ebe mantener una temperatura de 105 °C.

 

cápsula en el desecador por un   Determinar la evaporación de la muestra, enfriar la cápsula



tiempo aproximado de 1 h y pesar nuevamente, obteniendo el peso dos (P2)

CÁLCULOS Las ppm de sólidos totales se calculan con la siguiente fórmula:

( ( )) =

(2 −  )106 

 

En donde

P1= Peso de lla a cápsula de porcelana en condiciones de peso constante en g. P2= Peso de la cápsula de porcelana después de la evaporación en g. V1= Volumen de muestra para el análisis en ml. 106= Factor de conversión. conversión.

SOLIDOS TOTALES VOLÁTILES (STV)

  Colocar la cápsula de porcelana de peso dos ( P2) en la mufla , para calcinación de 550±



50 °C por un tiempo de 15 min .

  Finalizada la calcinación enfriar la cápsula en el desecador por un tiempo aproximado de



1 h y pesar, se obtiene el peso ( P3)

CÁLCULOS Las ppm de sólidos sólidos totales volátiles volátiles se calculan con la siguiente fórmula:

( ( )) =

(2 − 3 )106 

 

En donde P2=Peso de la cápsula de porcelana antes de la calcinación en g.

 

P3=Peso de la cápsula cápsula de porcelana después de la calcinación calcinación en g. 106= Factor de conversión. conversión. V1= Volumen de muestra para el análisis en ml.

SOLIDOS TOTALES FIJOS (STF)

Los sólidos

totales fijos se calculan por diferencia entre sólidos totales y los sólidos totales

volátiles y también por la siguiente fórmula:

( ( )) =

(3 −  )106 

 

En donde P1= Peso de la cápsula de porcelana en condiciones de peso constante en g (obtenido en la determinación de ST). P3=Peso de la cápsula de porcelana después de la calcinación en g (obtenido en la determinación de STV). V1= Volumen de muestra para el análisis en ml. 106= Factor de conversión. conversión.

SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST)

Los sólidos suspendidos totales es la materia que puede ser retenida a través de un disco en fibra de vidrio después de la filtración y posteriormente secado a una temperatura de 105 °C. La preparación del crisol Gooch con disco de fibra de vidrio es como la siguiente

  Colocar el crisol Gooch en el matraz Kitazato, el cual está conectado a bomba de vacío



 



Poner un disco de fibra de vidrio en el fondo del crisol

  Aplicando vacío lavar el disco con 3 porciones sucesivas de agua destilada.



 



Trasladar el crisol a una estufa de secado con temperatura de 105 °C y por un tiempo aproximado de 1 h.

  Enfriar en el desecador.



 

  El proceso para encontrar los SST es e s el siguiente:

  Filtrar 50 ml de muestra o porción menor a través de un crisol Gooch previamente



puesto a peso contante y equipado con un disco de fibra de vidrio ( P1) para filtración auxiliarse de una bomba de vacío.

  Secar el crisol en una estufa la cual mantiene una temperatura de 105°C durante una



hora.

  Enfriar el crisol en un desecador por un tiempo aproximado de 1 h y pesar , con



esto se obtiene peso ( P2).

CÁLCULOS Las ppm de sólidos suspendidos totales se calculan con la siguiente fórmula:

( ( )) =

(2 −  )106 

 

En donde P1= Peso del crisol Gooch en condiciones de peso contante en g. P2= Peso del crisol Gooch con residuo, en ml. V1= Volumen de muestra para filtración en ml 106= Factor de conversión.

SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES (SSV)   Después de obtener el segundo peso se coloca el crisol Gooch en la mufla para



calcinación a 550 ± 50°C y por un tiempo tiempo de 15 min. aproximado de 1 h y pesar, pesar, con esto se obtiene el   Enfriar en el desecador por un tiempo aproximado



tercer y último , peso (P3)

 

 

CÁLCULOS

Las ppm de sólidos suspendidos volátiles se calculan como sigue:

( ( )) =

(2 − 3 )106 

 

En donde P2= Peso del crisol Gooch antes de la calcinación P3=Peso del crisol Gooch después de la calcinación calcinación V1= Volumen Volumen de mu muestra estra para el análisis análisis 106= Factor de conversión

SÓLIDOS SUSPENDIDOS SUSPENDIDO S FIJOS (SSF) Los sólidos suspendidos fijos se calculan por diferencia de los sólidos suspendidos totales y los sólidos suspendidos volátiles.

CÁLCULOS ( ( )) = ( ( )) − ( () )  También se puede calcular por la siguiente fórmula:

( ( )) =

(3  −  )106 

 

En donde P3= Peso del crisol Gooch después de la calcinación (obtenido de los SSV)

 

P1= Peso del crisol Gooch en condiciones de peso contante en g (obtenido de los SST). V1= Volumen Volumen de mu muestra estra para el análisis análisis 106= Factor de conversión

SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES (SDT) Esto se calcula a partir de la diferencia de los los sólidos totales y los sólidos suspendidos totales.

CÁLCULOS (()  ) = ( ( )) − ( () )  También se puede tener un cálculo aproximado de los SDT, a partir de la conductividad eléctrica de la muestra multiplicando esta por un factor empírico esto es:

( ( )) =  ∗  

En donde C= Conductividad eléctrica F= factor empírico que oscila entre 0.55 y 0.9.

SÓLIDOS DISUELTOS VOLÁTILES (SDV) Los sólidos disueltos volátiles se calculan a partir de la diferencia entre sólidos totales volátiles y los sólidos suspendidos volátiles.

 

CÁLCULOS ( ( )) = ( ( )) − ( () ) 

SÓLIDOS DISUELTOS FIJOS (SDF) Los sólidos disueltos fijos se calculan a partir de la diferencia entre sólidos totales fijos y los sólidos suspendidos fijos.

CÁLCULOS ( ( )) = ( ( )) − ( () ) 

SÓLIDOS SEDIMENTABLES (SSed) El método volumétrico se basa en la propiedad que tienen sedimentarse, en

niveles

progresivos

de acuerdo

con sus

los materiales diferentes

sólidos de

densidades, el

procedimiento es muy sencillo y requiere que los siguientes pasos:

  Agitar bien la muestra y servir un litro en el cono Imhoff



 



Dar un tiempo de sedimentación de 45 min, una vez transcurrido este tiempo , agitar suavemente las paredes del cono con una varilla de vidrio.

sedimentación de 15 min   Dar otro tiempo de sedimentación



  Leer directamente en el cono Imhoff la cantidad sedimentada de sólidos para reportar



un ml /l Esta determinación se consideró en la clasificación de parámetros físico-visuales , sin embargo se incluye en el procedimiento de análisis de sólidos en todas sus formas por formar parte de esta.

 

REFERENCIAS Análisis de agua-Determinación de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas. Método de prueba. NMX-AA-034-SCFI-2001. Análisis de agua-Determinación de sólidos sedimentables en aguas naturales, residuales y residuales re siduales tratadas. Método de prueba. NMX-AA-004-SCFI-2000. NOM-001-ECOL-1996. Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Diario Oficial de la Federación, 6 de enero de 1997. Aguas- Determinación de sólidos disueltos totales. totales . Norma mexicana NMX-AA-20-1980.Diario Oficial de la Federación. 6 de Noviembre de 1992. Standard Methods for Examination of Water on Wastewater. APHA. AWWA, WPCF 15a. edition 1980.