Taller de Laboratorio de Acueductos y Alcantarillados

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    02-Aug-2015

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<p>UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOSRAUL ANDRES TORRES BALLEN</p> <p>12</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOSTALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS</p> <p>1.</p> <p>PRUEBA DE JARRAS</p> <p> Que es la prueba de jarras y su importancia en el diseo y operacin de acueductos? Es un procedimiento utilizado comnmente en los laboratorios. Este mtodo determina las condiciones de operacin ptimas para el tratamiento de aguas. La prueba de jarras permite ajustar el pH, hacer variaciones en la dosis de las diferentes sustancias qumicas que se aaden a las muestras, alternar velocidades de mezclado. La importancia en el diseo y operacin de acueductos de las Pruebas de Jarras es que es la tcnica ms usada para determinar la dosis ptima o mejor dosis de qumicos para procesos de coagulacin-floculacin y sedimentacin a nivel de laboratorio. Existe gran variedad de equipos para Prueba de Jarras, pero el mas comn se basa en utilizar cinco o seis frascos con un volumen que puede variar entre 1 y 3 litros de agua, a los cuales son agregadas diferentes dosis de coagulante, mientras se agita frecuentemente durante un tiempo determinado y luego se suspende la agitacin rpida, dejando una agitacin suave entre 10 y 30 min Que ensayos se pueden llevar a cabo? Se pueden realizar ensayos de turbidez y alcalinidad.</p> <p>2. CONDUCTIVIDAD Y pH Que es la conductividad y el ph, su importancia en el diseo y operacin de acueductos? CONDUCTIVIDAD:Con conductividad se evala la capacidad del agua para conducir la corriente elctrica, es una medida indirecta de la cantidad de iones en solucin (fundamentalmente cloruro, nitrato, sulfato, fosfato, sodio, magnesio y calcio). La conductividad en los cuerpos de agua dulce se encuentra determinada por la geologa del rea a travs de la cual fluye el agua (cuenca). Descargas de aguas residuales suelen aumentar la conductividad debido al aumento de la concentracin de iones. Debe tenerse en cuenta que derrames de hidrocarburos (aceites, petrleo), compuestos orgnicos</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOScomo aceites, fenol, alcohol, azcar y otros compuestos no ionizables (aunque contaminantes), no modifican mayormente la conductividad.</p> <p>PH: El pH potencial de hidrgeno es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolucin. Indica la concentracin de iones hidronio [H3O+] en ciertas sustancias. La escala de pH va de 0 a 14 en disolucin acuosa, siendo cidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentracin es mayor, porque hay ms iones en la disolucin) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolucin (cuando el disolvente es agua). La conductividad y el Ph son importantes en el diseo y operacin de los acueductos, su medicin es til como indicador de la calidad de aguas dulces.</p> <p> Como se lleva cabo su determinacin? La conductividad se determina mediante la utilizacin de un conductmetro electrnico, el cual genera una diferencia de voltaje entre dos electrodos sumergidos en agua. La cada en el voltaje debida a la resistencia del agua es utilizada para calcular la conductividad por centmetro. Existen varios mtodos diferentes para medir el pH. Uno de estos es usando un trozo de papel indicador del pH. Cuando se introduce el papel en una solucin, cambiar de color. Cada color diferente indica un valor de pH diferente. Este mtodo no es muy preciso y no es apropiado para determinar valores de pH exactos. Tambin hay tiras de test disponibles, que son capaces de determinar valores ms pequeos de pH, tales como 3.5 o 8.5.El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potencimetro, tambin conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrgeno. Cuales son los valores permitidos para el agua potable segn la legislacin Colombiana? El agua potable deber tener un intervalo de pH 6,5 a 9,0.Conductividad: hasta 1000 microsiemens/cm.</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOS3. ALCALINIDAD Y ACIDEZ Que es la alcalinidad y acidez y su importancia en el diseo y operacin de acueductos? ALCALINIDAD: La alcalinidad de una muestra de agua es su capacidad para reaccionar o neutralizar iones hidronio (H+) hasta un valor de pH igual a 4.5. La alcalinidad es causada principalmente por los bicarbonatos, carbonatos e hidrxidos presentes en solucin y, en menor grado, por los boratos, fosfatos y silicatos, que puedan estar presentes en la muestra. La alcalinidad tiene importancia en la determinacin de la calidad del agua para riego y esun factor importante en la interpretacin y el control de los procesos de purificacin de aguas residuales. ACIDEZ:La acidez de una muestra de agua es por definicin, su capacidad para reaccionar con una base fuerte hasta un determinado valor de pH. En cuerpos de aguas naturales, la acidez es causada principalmente por el CO2 y en algunos casos, por cidos minerales del tipo H2S o por la presencia en el agua de sales fuertes provenientes de bases dbiles. Se expresa la cantidad equivalente en carbonato de calcio requerida para neutralizar dicha acidez. La acidez es un dato importante debido a que las sustancias cidas presentes en el agua, incrementan su corrosividad e interfieren en la capacidad de reaccin de muchas sustancias y procesos al interior de los sistemas acuosos.</p> <p> Como se lleva cabo su determinacin? La alcalinidad se mide por titulacin de una alcuota de una muestra con HCL o H2SO4 de concentracin 0.02 N, utilizando indicadores como fenolftalena, cuando las muestras tienen un pH mayor de 8.3 o naranja de metilo, en caso contrario. En el primer caso se habla de alcalinidad P o alcalinidad a la phenolphataleine, mientras que en el segundo caso se habla de alcalinidad M o alcalinidad Methylorange. La acidez se mide mediante la titulacin con una base fuerte (generalmente hidrxido de sodio 0.020 N), utilizando como indicadores el naranja de metilo (viraje de naranja a amarillo cuando el pH pasa de 3.1 a 4.4) o el azul de bromofenol (viraje de amarillo a violeta cuando el pH pasa de 3.0 a 4.6) para la determinacin de la acidez mineral y la fenolftalena (viraje de transparente a fucsia cuando el pH pasa de 8.0 y 9.0) para la determinacin de la acidez caboncea. Cuales son los valores legislacionColombiana? permitidos para el agua potable segn la</p> <p>Alcalinidad Total: Valor mximo de 300 (mg/l). La acidez debe estar entre 6.5 y 8.5 pH.</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOS4. CLORUROS Como se lleva cabo su determinacin? El ion cloruro se encuentra con frecuencia en las aguas naturales y residuales, en concentraciones que varan desde unos pocos ppm hasta varios gramos por litro. Este ion ingresa al agua en forma natural mediante el lavado que las aguas lluvias realizan sobre el suelo; sin embargo como quiera que la superficie de contacto entre el agua y los materiales del suelo es relativamente baja en las aguas superficiales, la concentracin de cloruros en estos cuerpos de agua tiende a ser relativamente baja, salvo que estas hayan sido afectadas por eventos antrpicos. Los mtodos de anlisis ms frecuentes en los laboratorios de calidad de aguas, son el mtodo de medicin por electrodo especfico, el mtodo de titulacin con nitrato mercrico y el mtodo de titulacin con nitrato de plata.</p> <p> Cuales son los valores permitidos para el agua potable segn la legislacin Colombiana y su importancia en el diseo y operacin de acueductos? La concentracin mxima permisible para aguas de consumo humano es de 250 mg/l. No obstante este valor debe tomarse con precaucin ya que existen muchas regiones del pas (Guajira, Crdoba, San Andrs) en donde la nica fuente hdrica disponible puede poseer concentraciones de ion cloruro que superan ampliamente dicho lmite.</p> <p>5. DESINFECCION En el proceso de potabilizacin del agua que sustancias se utilizan en la etapa de desinfeccin? El cloro posee una eficacia documentada en el tiempo para desinfectar el agua contaminada. La mayor parte de los pases desarrollados utilizan este sistema para la desinfeccin y potabilizacin del agua. El yodo, al igual que el cloro, tambin es capaz de desinfectar de manera fiable y regular las aguas contaminadas. Su eficacia ya ha sido demostrada y documentada en muchas ocasiones. Dependiendo del uso del agua tambin se utiliza otros elementos qumicos en la desinfeccin. Por ejemplo el perxido de hidrgeno (agua oxigenada), es utilizado en acuarios para combatir la presencia de determinadas bacterias en el agua.</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOSEl ozono es una sustancia con un gran poder oxidante que tambin puede utilizarse en la desinfeccin del agua. Se trata de un gas muy voltil que nicamente permanece unos pocos minutos en el agua, pero que es suficiente para realizar su funcin. De hecho el ozono es considerado uno de los desinfectantes bactericidas ms eficaces. El ozono es varias miles de veces ms rpido que el cloro en su accin bactericida.</p> <p> Que es el cloro residual y cuales son los valores permitidos segn la legislacin colombiana y su importancia en el diseo y operacin de acueductos? El cloro residual es la cantidad de cloro que queda en el agua potable previo a su consumo. Generalmente esta combinacin queda en el agua potable dndole propiedades salubres para el ser humano pero tambin considerando que en exceso es desagradable. Los valores permitidos deben ser menores a 2 mg/l, adems es importante mantener este lmite porque en concentraciones ms altas puede causar daos en la salud.</p> <p>6. INTERCAMBIO IONICO En qu consiste la operacin de intercambio de iones? En el contexto de purificacin, intercambio de iones es un proceso rpido y reversible en el cual los iones impuros presentes en el agua son remplazados por iones que despiden una resina de intercambio de iones. Los iones impuros son tomados por la resina que debe ser regenerada peridicamente para restaurarla a su forma inica original. (Un ion es un tomo o grupo de tomos con una carga elctrica. Hay 2 tipos bsicos de resinas - intercambio de cationes e intercambio de aniones. Resinas del intercambio de cationes emiten iones Hidrgeno (H+) u otros iones como intercambio por cationes impuros presentes en el agua. Resina de intercambio de Aniones despedir iones de hydroxil (OH) u otros iones de cargas negativas en intercambio por los iones impuros que estn presentes en el agua. Que es agua des-ionizada, agua suavizada y como se obtienen? El agua desionizada o desmineralizada es aquella a la cual se le han quitado los cationes, como los de sodio, calcio, hierro, cobre y otros, y aniones como el carbonato, fluoruro, cloruro, etc. mediante un proceso de intercambio inico. Esto</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOSsignifica que al agua se le han quitado todos los iones excepto el H+, o H3O+ y el OH-, pero puede contener pequeas cantidades de impurezas no inicas como compuestos orgnicos. El agua desionizada es bastante agresiva con los metales, incluso con el acero inoxidable, por lo tanto debe utilizarse plstico o vidrio para su almacenaje y manejo. El agua suavizada es un producto libre de dureza de calcio o de magnesio, mediante procesos de filtrado y de resinas para as, darle la liberta de trabajaren sistemas de enfriamiento, evitar incrustaciones y deterioro de materiales en proceso, ayuda a reducir la acumulacin de cal. Se usa para eliminar la produccin de capa de suciedad formada como resultado de la reaccin entre los iones de calcio y magnesio con cidos de grasa encontrado en jabones en la industria textil, mquinas de lavar, etc.</p> <p>El proceso de suavizado consiste en agua que pasa conteniendo iones de dureza, mayormente calcio (Ca2+) y magnesio (Mg2+) a travs de una columna conteniendo una resina de intercambio cido de cation en forma de sodio (Na+) (por ejemplo, los cationes intercambiables son sodio). Los iones de calcio y magnesio son intercambiados por un nmero equivalente de iones de sodio. La resina, una vez agotada, (por ejemplo, todos los iones de sodio disponible han sido intercambiados) deben ser recargados. Esto significa que hay que pasar una solucin que contiene una alta concentracin de sales de sodio tales como brine cloruro de sodio a travs de la resina de intercambio- un proceso conocido como regeneracin.</p> <p> En el tratamiento de aguas residuales para que sirve el intercambio inico? Sirve para la remocin de minerales inorgnicos, tratamiento y purificacin del agua.</p> <p>7. PROCESO BIOLOGICO AEROBIO Y PROCESO ANAEROBIO Cules son las variables en un proceso aerobio y en un proceso anaerobio? AEROBIO: Microrganismos, oxigeno, caractersticas del sustrato, temperatura, salinidad, txicos o inhibidores, solidos en suspensin. ANAEROBIO: Microrganismos anaerobios, sustancias orgnicas,tiempo de retencin, ph temperatura.</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOS Cules son los productos finales en un proceso aerobio y en un anaerobio? proceso</p> <p>Como producto se forma biogs, compuesto principalmente de metano (60%) y dixido de carbono (35%). El biogs se puede aprovechar como fuente de energa. Los procesos de la degradacin anaerobia constan, de cuatro fases. Los procesos metablicos que tienen lugar en cada fase son realizadas por distintos microrganismos.Tambin se forma materia celular, que puede separarse fcilmente por sedimentacin.</p> <p> Cules son las ventajas y desventajas de cada proceso? El proceso aerobio permite una remocin de hasta un 90% de la carga orgnica tiene algunas desventajas: En primer lugar requiere de instalaciones costosas y la instalacin de equipos electromecnicos que consumen un alto costo energtico. Por otra parte produce un mayor volumen de lodos que requieren de un tratamiento posterior por medio de reactores anaerbicos y/o su disposicin en rellenos sanitarios bien instalados.</p> <p>Tratamiento anaerobio</p> <p>Ventajas Cargas orgnicas aplicables muy altas. Se produce energa, en lugar de consumirse. Baja produccin de lodos. Requiere poco espacio. Requiere poco equipo mecnico. Ms barata que el tratamiento aerbico. Aplicable a escala muy pequea o muy grande. Baja emisin de olores, aerosoles y patgenos.</p> <p>Desventajas Menor eficiencia. Primer arrancado lento. Mayor sensibilidad a compuestos txicos.</p> <p>TALLER DE LABORATORIO DE ACUEDUCTOS Y 2012 ALCANTARILLADOS Produccin de H2S.</p> <p>8. DBO Y DBQ Cul es el significado de la DBO y la DQO? Se define la D. B. O. como el parmetro utilizado para caracterizar la calidad de un agua, que mide la cantidad de oxgeno necesaria para la degradacin biolgica de las materias orgnicas que contiene. Es un indicador del grado de contaminacin orgnica del agua. Se define la D. Q. O. como el parmetro utilizado para caracterizar la contaminacin orgnica del agua que se mide a partir de la cantidad de oxgeno d...</p>