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Laboratorio de ingeniería de procesos, contenidos, descripción de los materiales, procedimientos.

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FACULTAD DE INGENIERAESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERA INDUSTRIAL

LABORATORIO N02-PROCESOS INDUSTRIALES ITRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Integrantes de Grupo:

1.-Diaz Azpur, Deyanira

2.-Guerra Taboada, Zuleyka

3.-Justiniano De la Cruz, Kimberly

4.-Loayza Agurto, Michelle

5.-Palacios Condor, Rosmery

6.-Pozo Tarazona, Godofredo

Fecha: / 04/ 2014Nota:

I. INTRODUCCIN

Toda sociedad genera residuos tanto solidos como lquidos. La parte liquida de los mismos a lo que llamamos aguas residuales, es esencialmente el agua de que se depende la comunidad una vez que ha sido contaminada durante los diferentes usos para los cuales ha sido empleada. Entonces podemos definir al agua residual como la contaminacin de los residuos lquidos, que provienen de residencias, instituciones pblicas y de establecimientos industriales y comerciales, a los que se les puede agregar aguas subterrneas, superficiales pluviales.

Si nosotros permitimos la acumulacin y estancamiento de las aguasresiduales, la descomposicin de la materiaorgnica que contiene puede conducir a la generacin de grandes cantidades de gases malolientes. Adems de esto, debemos aadir la frecuencia presencial en el agua residual bruta, numerosos microorganismospatgenos y causantes de enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano que pueden estar presentes en ciertos residuos internacionales. Otro problema es que estas aguas, suelen contener nutrientes, que pueden estimular el crecimiento deplantas acuticas, y puede incluir tambin compuestos txicos. Por todo esto que en una sociedad industrializada como la nuestra, se necesita a evacuacin inmediata y sin molestias del agua residual de sus fuentes de generacin, seguida de su tratamiento y eliminacin.

El tratamiento de aguas residuales es unaoperacin clave en la industria de procesos. Ya sea para cumplir con normas ambientales o para evitar impactos negativos en los cuerpos de agua cercanos, es conveniente que todo ingeniero conozca los fundamentos del tratamiento de aguas residuales, y las tecnologas existentes para alcanzar las metas de tratamiento requeridas.

En este informe se describirn las caractersticas, los materiales, la experimentacin, as como tambin los diferentes procesos y operaciones unitarias para el tratamiento de los aguas residuales.

RESUMEN

El suministro de agua potable es un problema que ha ocupado al hombre desde la antigedad. De acuerdo con estadsticas, el 45% de la poblacin mundial carece de un acceso directo a los servicios de agua potable, mil millones de personas estn sin acceso al servicio, dos mil quinientos millones no cuentan con servicio de purificacin y en los pases desarrollados los nios consumen de 30 a 50 veces ms agua que en los pases llamados en vas de desarrollo. La potabilizacin del agua suele consistir en la eliminacin de compuestos voltiles seguido de la precipitacin de impurezas con floculantes, filtracin y desinfeccin con cloro u ozono.

ANTECEDENTES En Guatemala los servicios de agua potable se abastecen de aguas superficiales en un 70 por ciento para las reas urbanas y 90 por ciento para el rea rural, los porcentajes restantes son cubiertos con agua subterrnea. De las 329 municipalidades existentes en el pas, 66 por ciento utilizan sistemas por gravedad, 19 por ciento con bombeo y 15 por ciento usan sistemas mixtos. El pronstico de la demanda de agua potable (urbana y rural) para el ao 2010 alcanzara un total de 835 millones de m3/ao, que en trminos globales apenas representa el 1 por ciento del caudal superficial territorial. En algunas zonas del pas, sin embargo, se tienen marcadas deficiencias hdricas, en especial para el abastecimiento de agua potable de los principales centros urbanos, hecho que motiva conflictos de uso con el riego en las regiones del altiplano, y en las reas costeras entre los grandes y pequeos usuarios del riego que utilizan una misma fuente.

Ninguna entidad es responsable del control y seguimiento de la calidad de las aguas nacionales por lo que no se dispone de datos precisos sobre niveles y tipos de contaminacin, tampoco se realiza un seguimiento del impacto ambiental ni se controla la contaminacin originada por los agroqumicos utilizados en agricultura. Las aguas residuales de las zonas urbanas en su mayora no son tratadas. De las 329 municipalidades del interior, slo 15 aplican tratamiento, mientras que los restantes descargan sus efluentes sin ningn tratamiento. Aguas abajo de los principales centros urbanos, en especial la ciudad Capital (Cuencas del Ro Las Vacas y Lago de Amatitln), existen altos niveles de contaminacin biolgica y qumica an no cuantificada. De las diez principales causas de morbilidad en el pas, el 50 por ciento son enfermedades relacionadas con el agua. El suministro de agua para consumo humano debe garantizarse tanto en cantidad como en calidad, de acuerdo con las necesidades de cada poblacin. Las aguas procedentes de los ros, necesitan un tratamiento complejo y caro antes de ser suministradas a los consumidores, debido a que las precipitaciones traen cantidades apreciables de materia slida a la tierra como el polvo, polen, bacterias, esporas, e incluso, organismos mayores. Las emisiones domsticas e industriales tambin incorporan materiales a la atmsfera, los cuales son almacenados en las nubes y posteriormente son devueltos a la tierra en las precipitaciones. stos incluyen una gran cantidad de productos qumicos como disolventes orgnicos y xidos de nitrgeno y azufre, los cuales causan la lluvia cida. La cantidad y tipo de las impurezas en las precipitaciones varan con la localizacin y la poca del ao, y pueden afectar tanto a ros como a lagos. El uso de la tierra, incluyendo la urbanizacin y la industrializacin, afectan significativamente la calidad del agua, siendo la agricultura la que produce un efecto ms profundo en los recursos debido a la naturaleza dispersa y extensa de la misma. La complejidad y el costo del tratamiento se incrementan al mismo tiempo que la calidad del agua del rio se deteriora. Como en los ros desaguan grandes superficies de terrenos, la contaminacin es inevitable. Todos los vertidos depositados o productos qumicos utilizados en una cuenca de captacin, finalmente se dirigirn hacia el ro, adems que despus del suministro el agua es devuelta al ro como un efluente de aguas residuales tratadas y puede perfectamente ser captada de nuevo aguas abajo, de forma que se deben extremar las precauciones para asegurar que la calidad del agua est protegida y se controle continuamente. Tambin, la calidad de muchos ros se ha deteriorado a travs de nuestra explotacin como portadores de efluentes de aguas residuales. Por lo tanto, el objetivo de la potabilizacin ser garantizar al consumidor que el tipo de agua captada, alcanzar la calidad indicada en la legislacin para un determinado uso. Debido a esto es que es de suma importancia realizar un tratamiento de potabilizacin al agua antes del consumo humano para evitar que sea una fuente de contaminacin. El presente artculo dar una gua para el tratamiento del agua para su potabilizacin.

II. FUNDAMENTO TERICO:

1. Agua potable = Se denomina agua potable al agua bebible es decir, que puede ser ingerida por personas y animales sin peligro de enfermarse, el trmino se aplica al agua que ha sido tratada para consumo humano segn unos estndares de calidad determinados por las autoridades locales e internacionales.

http://radio.rpp.com.pe/cuidaelagua/%C2%BFque-es-el-agua-potable/2. Aguas residuales = Se consideran Aguas Residuales a los lquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad (domsticas, comerciales, industriales y de servicios). Comnmente las aguas residuales suelen clasificarse como: Aguas Residuales Municipales. Residuos lquidos transportados por el alcantarillado de una ciudad o poblacin y tratados en una planta de tratamiento municipal Aguas Residuales Industriales. Las Aguas Residuales provenientes de las descargas de Industrias de ManufacturaLas Aguas Residuales son conducidas a una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) donde se realiza la remocin de los contaminantes, a travs de mtodos biolgicos o fisicoqumicos. La salida (efluente) del sistema de tratamiento es conocida como Aguas Residuales tratadas.

http://mimosa.pntic.mec.es/vgarci14/aguas_residuales.htm3. Decantacin = Se emplea para separar slidos de lquidos o lquidos inmiscibles que conforman una mezcla. Si la naturaleza de la muestra lo permite, se deja en reposo para que las partculas slidas sedimenten por la accin de la gravedad. En caso contrario, se procede a decantar, inclinando el recipiente y dejando verter el lquido a otro recipiente.

http://laboratorio-quimico.blogspot.com/2013/10/que-es-decantacion-para-que-sirve-y.html4. Sedimentacin =Lasedimentacines el proceso por el cual elsedimentoen movimiento se deposita. Un tipo comn de sedimentacin ocurre cuando el material slido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de unro,embalse,canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin.

http://www4.ujaen.es/~ecastro/proyecto/operaciones/movimiento/sedimentacion.html5. Filtracin = Procedimiento para separar slidos de lquidos. Se emplea un medio filtrante de superficie porosa, que retiene el precipitado mientras el lquido pasa a travs de l. El lquido que pasa recibe el nombre de filtrado y los slidos retenidos se conocen como residuo o precipitado. Hay dos formas de filtracin: por gravedad y por succin o al vaco.

http://www.drinking-water.org/html/es/Treatment/Filtration-Systems.html6. Fenolftalena = de frmula C20H14O4, es un compuesto qumico que se obtiene por reaccin del fenol (C6H5OH) y el anhdrido ftlico (C8H4O3), en presencia de cido sulfrico.Cuando se utiliza como indicador para la determinacin cualitativa y cuantitativa del pH en las volumetras de neutralizacin se prepara disuelta en alcohol al 70%. El cambio de color de este indicador est acompaado de un cambio de su estructura; su color en medio bsico es rojo-violeta y en medio cido es incoloro.

http://oustilowsti.blogspot.com/2009/08/fenoftaleina.html7. Soda caustica =La soda custica o hidrxido de sodio (NaOH) es qumicamente reactiva con una amplia variedad de productos qumicos orgnicos e inorgnicos. En todas sus formas, incluyendo en forma de solucin, la soda custica es altamente corrosiva y puede causar quemaduras graves en ojos y piel. El contacto ocular durante slo unos segundos puede causar dao permanente, incluso ceguera. El contacto breve con la piel puede causar marcada irritacin o quemadura qumica.

http://www.ercoworldwide.com/index.php/products/caustic/?lang=es8. Arena=Laarenaes un conjunto de partculas derocasdisgregadas.

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-arena.html9. Aserrn=Conjunto de partculas que se desprenden de la madera al serrarla.

http://www.ecured.cu/index.php/Aserr%C3%ADn10. cido muritico=Es cido clorhdrico diluido al 28%, su frmula qumica esHCl,es un compuestobinarioformado por un tomo dehidrgenoy uno decloroy la disolucin se prepara concido Clorhdricoal 12.5% de concentracin yagua87.5%.

http://www.ecured.cu/index.php/%C3%81cido_muri%C3%A1tico11. Algodn =El algodn es una de las fibras ms utilizadas por todo el mundo, y las tejedoras no somos una excepcin. Es suave al tacto, agradable de trabajar y fcil de conseguir.

http://tejer.about.com/od/Hilados/f/que-Es-El-Algodon.htm12. Papel indicador de pH =Es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utilizan como indicador de las sustancias qumicas que cambian su color al cambiar elpHde ladisolucin. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por laprotonacino desprotonacin de la especie. Los indicadorescido-basetienen un intervalo de viraje de una unidad arriba y otra abajo de pH, en la que cambian la disolucin en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolucin incolora, a una coloreada.

http://www.mailxmail.com/curso-quimica-ph-nivel-medio/indicadores-ph

AGUA POTABLE

Es aquella que es apta para beber, debe ser lmpia, inolora, de sabor agradable.

Ca + CO3Ca CO3Mg + CO3Ca CO3

CARACTERISTICAS Debe ser aireada, de lo contrario sera inspida e indigesta. En algunos casos contienen cierta porcin de sales minerales (Cloruros, Sulfatos,fosfatos) en una proporcin de 0.1 gr. a 0.5 gr por litro. No contener materias orgnicas en descomposicin. AGUA DURA: El agua dura contiene, principalmente, iones Calcio y Magnesio en concentraciones superiores a 60 ppm, tambin contienen iones hierro, aluminio, estroncio y manganeso. El agua dura (tambin llamadas calcreas por contraposicin al agua blanda) es aquella que posee una dureza superior a 120 mg CaCO3/l. Estas aguas no pueden ser utilizadas en la industria ni en la alimentacin. La caracterstica fsica ms importante del agua residual es el contenido total de slidos, trmino que engloba la materia en suspensin, la materia coloidal y la materia disuelta, otras caractersticas fsicas importantes son el olor, la temperatura, la densidad, el color y la turbiedad.

PROBLEMA

III. OBJETIVOS GENERALES

Describir el tratamiento de aguas residuales por medio del mtodo cualitativo a diferentes muestras de aguas residuales de diversas industrias.

I.I. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer los beneficios del tratamiento de agua a travs del mtodo utilizado.

Dar una introduccin y explicacin econmica, social y ambiental que podra tener el uso de este mtodo para el tratamiento de aguas residuales.

Describirla importancia que tiene el tratamiento de aguas residuales en la sociedad.

Verificar que dichos contaminantes no se encuentren en las aguas de uso domstico .

IMPORTANCIA

IV. MATERIALES

MATERIALESESPECIFICACIONCANTIDAD

BalanzaElectrnica1

Probeta100 ml1

TrpodeMetal1

RejillaMetal1

EmbudoVidrio1

Matraz250 ml1

PinzaMetal1

MecheroTradicional1

Bureta23 cm1

Vaso Precipitado100 ml1

Pipeta100 ml1

Soporte universalMetal1

Papel filtro-1

Papel indicador PH2

INSUMOSESTADO FSICOCANTIDAD

AguaLiquido50 ml

ArenaSolido0,5 gr

AserrnSolido0,5 gr

cido muriticoLiquido1 ml

Fenolftalenaliquido5 gotas

Soda causticasolido0,7 gr

Algodnsolido-

Cinta de pHsolido-

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

SEDIMENTACIN

1. Pesar los insumos (0.5gr de arena, 0.5gr de aserrn, y 0,5 gramos de tierra) en una balanza digital.

2. En una probeta de capacidad de 100 ml se procedi a introducir los insumos (0.5gr de arena, 0.5gr de aserrn, y 0,5 gramos de tierra)

3. Una vez introducido los insumos en la probeta se empieza agitar.

4. Se deja que la muestra se sedimente

5. A continuacin se introdujo el indicador de pH en la probeta que contena la muestra, se observ que el pH es de 7 (esta observacin se hizo en 4 segundos)

FILTRACIN

6. Procedemos a coger los siguientes instrumentos (el embudo, el matraz)

7. Se coloca en el embudo el papel filtro y el algodn

8. Se introduce el embudo en el matraz

9. Se procede a vaciar la muestra de la probeta (50 ml de agua con5gr de arena, 0.5gr de aserrn, y 0,5 gramos de tierra)

10. Se obtuvo el agua sin aserrn es decir un agua limpia.

PARTE EXPERIMENTAL 2

11. Para el siguiente proceso se necesita pesar 2 1/2 bolitas de soda caustica con un resultado de 0.7 gr.

12. Luego introducir en el vaso milimetrado con 50 ml de agua y proceder a disolverlo.

13. Se procede a agregar 4 gotas de fenolftalena y agitarlo.

14. Para el siguiente proceso se debe coger una pipeta y absorber 1 ml de cido muritico equivalente a 28 % y 50 ml de agua.

15. En el soporte universal colocar la bureta y vaciar la combinacin de agua y fenolftalena.

16. Colocar abajo del soporte universal el vaso precipitado con 50 ml de agua y 1 ml de cido muritico.

17. Por ltimo abrir y dejar que baje gota a gota ( ms de 25 ml) con aproximada 6 gotas el agua est cambiando de color (rosado) y as sucesivamente hasta neutralizarse.

VI. DATOS EXPERIMENTALES

SEDIMENTACIN

TIEMPOHOBSERVACION

00Todas las molculas (aserrn y arena) se encuentran dispersas en toda la probeta.

3010mlCasi toda la arena (90%) se encuentra en el fondo de la probeta, mientras que el aserrn empieza a ascender hacia la superficie.

6025mlLa arena se encuentra en un 98.8% ubicada en la superficie de la fondo de la probeta y el aserrn comienza a ascender en un 70%

9046mlLa arena se encuentra aun 99.9% sumergido dentro de la probeta , mientras que el aserrn comienza ascender en un 72%

12052mlLa arena se encuentra totalmente sumergida dentro de la probeta , a la vez que el aserrn se encuentra a un 74% en la superficie

15068mlLa arena se encuentra sumergida dentro de la probeta y el aserrn se encuentra a un 76% en la superficie de la probeta.

18074.5mlLa arena se encuentra sumergida dentro de la probeta , mientras que el aserrn se encuentra a un 78% de la superficie.

21079mlLa arena se encuentra sumergida dentro de la probeta y el aserrn se encuentra en la superficie de la probeta al 80%, el resto permanecer al fondo.

24083mlLa arena se encuentra sumergida dentro de la probeta y el aserrn se encuentra en la superficie de la probeta al 80%, el resto permanecer al fondo.

27093.5mlLa arena se encuentra sumergida dentro de la probeta y el aserrn se encuentra en la superficie de la probeta al 80%, el resto permanecer al fondo.

300100La arena se encuentra sumergida dentro de la probeta y el aserrn se encuentra en la superficie de la probeta al 80%, el resto permanecer al fondo.

FORMULA

NaOH + HCL NaCl+ H2O

0.7 gr50 mlX5 ml (Fenoltaleina)

X= 0.07 equivale a 7 %X .Hcl = 0.07 * 36.5 = 0.0178Ya encontrado el Y = 0.0178 equivale un 28 %

Entonces Z= 100% = 0.06357

VII. OBSERVACIONES

1.- Para la primera parte experimental se encontr que el PH era de 7, pero se poda notar que la mezcla no era aun bebible ya que se notaban partculas, por lo cual se tuvo que echar un indicador (fenolftalena).

2.- Hemos podido ver que mediante el proceso de la filtracin podemos quitar las impurezas las cuales se encontraban dentro de la probeta y as liberar de impurezas.

3.- Hemos podido entender la aplicacin de la fenolftalena y su neutralizacin en cidos.

4.- Mediante la mezcla del agua con la soda caustica disuelta y el acido, al hacer contacto con la mezcla de agua con fenolftalena mediante una pipeta, se pudo observar el cambio de color de la solucin a un color medio fucsia.

5.- Incluido el segundo experimento pudimos observar cual era la funcin del indicador de PH segn la cantidad de fenolftalena que se le hecho.

PH (ndice de acidez): Los valores hallados son aceptables. Las muestras estn en 7

VIII. CONCLUSIONES

El PH indicado para el consumo de agua es de 7, si pasa es daino para ingerir.

El proceso aprendido en este informe es fundamental para la formacin acadmica del curso.

Los insumos utilizados para este proceso nos ayudaron a obtener resultados positivos acerca de cmo el agua contaminada fue neutralizada para as llegue a ser tratada convirtindole en una agua para consumo humano.

Los materiales nos ayudan hacer ms real y fcil el entendimiento de este proceso tan importante.

El 97% del agua en el planeta se encuentra en los mares, 2% en los polos congelada y slo el 1% en ros y lagos, que es lo que consume el hombre.

El consumo promedio por semana es de 15m a 25 m por mes (en una familia de 5 miembros).

Bacterias coliformes: suhbitatnatural es el intestino humano y su presencia en el ro indica contaminacin cloacal.

IX. ANEXOS

X. BIBLIOGRAFIA

http://www.cuidoelagua.org/empapate/aguaresiduales/aguasresiduales.html

http://www.larepublica.pe/04-01-2014/taboada-ya-opera-al-100-y-tratara-aguas-residuales-de-27-distritos-de-lima

http://www.mailxmail.com/curso-quimica-ph-nivel-medio/fenolftaleina

http://radio.rpp.com.pe/cuidaelagua/%C2%BFque-es-el-agua-potable/

http://msdssearch.dow.com/PublishedLiteratureDOWCOM/dh_003e/0901b8038003eb24.pdf?filepath=causticsoda/pdfs/noreg/102-00422.pdf&fromPage=GetDoc

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