Dados los siguientes parámetros referentes a la contaminación de las aguas, conteste con claridad las preguntas que enseguida se formulan, razonando las respuestas.
Sólidos en suspensión, DBO, conductividad, dureza, coliformes totales, DQO, fosfitos, nitratos, compuestos orgánicos halogenados, fenoles, metales pesados y cianuros.
1.Indique al menos dos parámetros que deberían tomar en cuenta, considerando que son importantes indicativos de un agua destinada a ser utilizada en las calderas de una industria.
*Dureza y fosfatos, debido a la posibilidad de formacion de incrustaciones al precipitar las sales de calcio o fosfatos.
Solidos en suspencion y conductividad, pues la presencia de solidos en en suspencion o sales disueltas(indicadas por la conductividad puede originar un aumento de la corrosibidad.
2.¿Qué indicaría una relación DBO/DQO > 0,6?
*Una relacion DBO/DQO > 0,6 señala una diferencia pequeña entre los valores de DBO (indicativo unicamente de materia organica biodegradable) y DQO ( indicativo de materia organica biodegradable y no biodegradable) para lo que podemos afirmar que la presencia de materia organica de caracter no biodegradable en esta agua no es importante.
3. Además de los parámetros que habitualmente se determinan en una EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) ¿Qué 2 componentes deben controlarse en una zona sensible a la eutrofización?
*En una zona sensible a la eutrofización seria necesario controlar ademas de los parámetros que de forma habitual se vigilan en una EDAR, los nitritos y los fosfatos por su naturaleza de nutrientes y por consiguiente influencia ejercida por los mismos en el problema de eutrofización.
4. ¿Cuáles 2 componentes químicos se podrían eliminar por absorción sobre carbón activado?
*El carbón activado es un buen agente absorbente de especies orgánicas, por lo que se podría eliminar los compuestos organohalogenados y los fenoles.
5. ¿Qué 2 componentes inorgánicos deberían eliminarse con tratamiento físico-químico, por su carácter tóxico?
*El tratamiento físico-químico estaría indicado para eliminar los metales pesados y los cianuros.
6. Indique 2 parámetros que miden la eficiencia del tratamiento primario y secundario en un EDAR.
*El tratamiento primario esta encaminado principalmente a eliminar mas sólidos en suspención, aunque también rebaja un cierto porcentaje en DBO. el tratamiento secundario esta diseñado para rebajar de forma importante la DBO.
7. Indique que parámetros pueden verse residuos por tratamiento con ósmosis inversa.
*En principio todos ellos, pues la ósmosis puede eliminar sustancias en el agua hasta el nivel ionico y molecular.
*Explique cada uno de los parámetros de calidad de aguas que se indican: turbidez, dureza, O2 disuelto, conductividad, DBO, DQO.
*TURBIDEZ
Es la dificultad del agua para transmitir la luz debido a materiales insolubles en suspensión, coloidales o muy finos y que se presentan principalmente en aguas superficiales, en general son muy difíciles de filtrar y pueden dar lugar a depósitos en las conducciones. La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias, la medición en ppm de SiO2 ha sido muy utilizada pero se aprecian variaciones según la sílice y la técnica empleadas. Otra forma es mediante célula fotoeléctrica, existen numerosos tipos de turbidímetros. Se elimina por procesos de coagulación, decantación y filtración.
DUREZA
Ya hemos profundizado con anterioridad sobre la dureza; la hemos definido e incluso tabulado en función de las sales que contiene el agua, hemos definido sus unidades de medida y las correspondientes equivalencias. La dureza, como ya sabemos, es debida a la presencia de sales de calcio y magnesio y mide la capacidad de un agua para producir incrustaciones.
Afecta tanto a las aguas domésticas como a las industriales y desde el punto de vista de la ósmosis inversa es uno de los principales parámetros que se deben controlar.
Las aguas con menos de 50 ppm de CO3Ca se llaman blandas.
Hasta 100 ppm de CO3Ca, ligeramente duras.
Hasta 200 ppm de CO3Ca, moderadamente duras.
Y a partir de 200 ppm de CO3Ca, muy duras.
Lo frecuente es encontrar aguas con menos de 300 ppm de carbonato cálcico, pero pueden llegar hasta 1000 ppm e incluso hasta 2000 ppm.
La estabilidad de las aguas duras y alcalinas se verá más adelante cuando tratemos el Índice de Langelier.
La eliminación de la dureza se hace, principalmente, por descalcificación o ablandamiento por intercambio iónico con resinas.
O2 DISUELTO
El oxígeno, O2, por su carácter oxidante juega un papel importante en la solubilización o precipitación de iones que presenta alguna forma insoluble, su presencia en el agua es vital para la vida superior y para la mayoría de los microorganismos.
CONDUCTIVIDAD
La conductividad eléctrica es la medida de la capacidad del agua para conducir la electricidad y la resistividad es la medida recíproca. Son indicativas de la materia ionizable presente en el agua. El agua pura prácticamente no conduce la electricidad; por lo tanto la conductividad que podamos medir será consecuencia de las impurezas presentes en el agua. Es por lo tanto un parámetro físico bastante bueno para medir la calidad de un agua, pero deben de darse tres condiciones fundamentales para que sea representativa:
No se trate de contaminación orgánica por sustancias no ionizables.
Las mediciones se realicen a la misma temperatura.
La composición del agua se mantenga relativamente constante.
El aparato para las mediciones se llama conductivímetro, y básicamente lo que hace es medir la resistencia al paso de la corriente entre dos electrodos que se introducen en el agua, y se compara para su calibrado con una solución tampón de ClK a la misma temperatura y 20 ºC.
La unidad para la resistividad es el Ohm, pero se emplea el MegaOhm por cm, la de la conductividad es el Siemens, pero como es muy grande se suele emplear el micro siemens por cm.
DEMANDA BIOLÓGICA DE OXIGENO (DBO)
Mide la cantidad de oxígeno consumido en la eliminación de la materia orgánica del agua mediante procesos biológicos aerobios, se suele referir al consumo en 5 días (DBO5), también suele emplearse, pero menos el (DBO21) de 21 días. Se mide en ppm de O2 que se consume.
Las aguas subterráneas suelen contener menos de 1 ppm, un contenido superior es sinónimo de contaminación por infiltración freática. En las aguas superficiales es muy variable y dependerá de las fuentes contaminantes aguas arriba. En las aguas residuales domésticas se sitúa entre 100 y 350 ppm. En las aguas industriales puede alcanzar varios miles de ppm, como por ejemplo: fabricación de aceites, alcoholes, industria de la alimentación, etc.
DEMANDA QUÍMICA DE OXIGENO (DQO)
Mide la capacidad de consumo de un oxidante químico, dicromato, permanganato, etc..por el total de materias oxidables orgánicas e inorgánicas. Es un parámetro más rápido que el anterior ya que es de medición casi inmediata, la unidad de medida son ppm de O2.
Las aguas no contaminadas tienen valores de DQO de 1 a 5 ppm. Las aguas residuales domésticas están entre 260 y 600 ppm.
Hay un índice que nos indicará el tipo de vertido, aguas arriba que tenemos en el agua que estamos analizando y es la relación (DBO / DQO) si es menor de 0,2 el vertido será de tipo inorgánico y si es mayor de 0,6 se interpretará que aguas arriba tenemos un vertido orgánico.
9. Para un agua industrial que contiene los siguientes contaminantes: sales disueltas, metales pesados, fenoles y cianuros. Indique que parámetros serian indicativos de su existencia y explique breve mente los métodos de depuración apropiados.
*-Sales disueltas: Por proceso de desmineralización o deionización de agua se entiende la eliminación de las sales disueltas (iones catiónicos y aniónicos), un método muy común de desmineralización son osmosis inversa en realidad la ósmosis inversa no es un proceso de desmineralización ya que no elimina todas las sales contenidas en el agua, pero sí es capaz de reducir considerablemente los iones que contiene, las bacterias, los virus y compuestos orgánicos.
La ósmosis inversa es capaz de eliminar aproximadamente Más del 95% de compuestos orgánicos y pesticidas, Más de 90% sales disueltas( como el sodio, calcio, carbonatos, arsénico, bicarbonatos, magnesio, aluminio, fosfatos, flúor, cianuro, sulfato, cobre, níquel, zinc, plata, bario, radio y cloro), Entre el 70% y 80% de los nitratos y entre el 55% y 65% del boro.
-Metales pesados: Cualquier catión que tenga un peso atómico superior a 23 (que corresponde al peso atómico del sodio) se considera un metal pesado; así, las aguas residuales contienen gran número de metales pesados diferentes. Entre ellos se puede destacar níquel, manganeso, plomo, cromo, cadmio, zinc, cobre, hierro y mercurio, entre otros. Métodos de depuración:
-Precipitación química: Las operaciones de precipitación y sedimentación química, llevadas a cabo de manera independiente o en combinación con reacciones de oxidación-reducción. Los agentes de precipitación habitual son: cal, sosa cáustica y sulfuros. También se emplean carbonatos de sodio y de calcio para metales cuando su solubilidad correspondiente, dentro de un intervalo de pH, no es la suficiente para acudir a este tratamiento. Una variante de la operación de precipitación es la precipitación electrostática, la cual se encuentra en vías de implantación a escala industrial.
-La sedimentación: puede ser sustituida por una filtración dependiendo del metal a tratar, así para el caso de retirar zinc, la precipitación química con cal se acompaña de una filtración en lechos de arena. Para retirar cadmio, níquel o plomo suele adicionarse en la etapa de precipitación con cal un agente de captación para estos compuestos que está formado de silicatos, carbonatos y fosfatos de metales alcalinos. Esta adición además de obtener mayores rendimientos favorece la decantación. Si se pretende retirar Zinc, Hierro, Cobre o Manganeso la cal empleada en la precipitación se puede sustituir por óxido de magnesio.
-Intercambio Iónico: Para la eliminación de metales pesados en disoluciones diluidas resultan aplicables los sistemas de intercambio iónico. Las resinas que se emplean son resinas de intercambio catiónico, que se clasifican en fuertemente o débilmente ácidas. Las resinas fuertemente ácidas presentan las siguientes selectividades (en orden decreciente de preferencia) hacia los diferentes cationes: bario, plomo, calcio, níquel, cadmio, cobre, zinc, magnesio, potasio, amoniaco, sodio e hidrógeno
-La ósmosis inversa: constituye una alternativa para la eliminación de metales de corrientes residuales de bajo caudal.
Oxidación-Reducción: se emplean para reducir la toxicidad o la solubilidad, o para transformar una principalmente para el tratamiento de corrientes que contiene cromo hexavalente, mercurio y plomo. Los agentes reductores más comunes son el dióxido de azufre, sales de sulfitos y sales de hierro. Los procesos de reducción y precipitación de corrientes residuales que contienen cromo involucran una reducción del cromo hexavalente al estado trivalente en condiciones ácidas, pH <3, empleando dióxido de azufre como agente reductor, seguida de una precipitación con cal, en condiciones básicas, con pH entre 8 y 9.
-Fenoles: Los tratamientos mecánicos o por coagulación no tienen efecto sobre los fenoles. La filtración lenta no los elimina totalmente. Un medio de lucha es el tratamiento con dióxido de cloro; pero si el contenido en fenol es variable o elevado, será necesario, para una seguridad de tratamiento, emplear dosis en exceso de dióxido de cloro, con el riesgo de introducir en el agua contenidos demasiado fuertes de clorito sódico. En ese caso, debe recurrirse al ozono o al carbón activo. Métodos de depuración:
-Acción del ozono: el ozono destruye el fenol y los compuestos fenólicos siempre que las dosis que se empleen sean función de los tratamientos precedentes, del pH, de la naturaleza de dichos compuestos y de la concentración final deseada. Las dosis de ozono varían según se trate de fenol puro, muy poco frecuente, de di o trifenoles, de cresoles o de naftoles y según que estos cuerpos se encuentren unidos a otros compuestos como los tiocianatos, sulfuros, etc. La dosis correcta sólo puede fijarse mediante un ensayo. Para la oxidación de los fenoles, no se necesita un tiempo de contacto prolongado. Con el empleo de ozono puede combinarse su eliminación con la desinfección total del agua a tratar, en tanto que la concentración de fenol se mantenga reducida.
-Acción del carbón activo: el carbón activo en polvo, aun después de una precloración, reduce el contenido en fenoles, de una forma más o menos completa, según su naturaleza, la dosis y el tipo de carbón y la concentración del medio. Si se quieren eliminar totalmente los fenoles, es necesario efectuar una filtración sobre carbón activo en grano.
-Combinación ozono-carbón activo: la combinación ozono-carbón activo sólo se prevé en el caso de que puedan producirse puntas importantes del contenido en fenol. En este caso, el empleo sólo de ozono puede resultar insuficiente en los momentos de máxima concentración, y no sería lógico sobredimensionar la instalación de ozono cuando basta efectuar, en este caso, una inyección en el decantador de carbón activo en polvo. La combinación ozono-carbón activo en granos sólo será de interés si se presentan cantidades fuertes de fenol durante períodos relativamente prolongados.
-Cianuros: Estos suelen ir acompañados por la presencia de metales de transición que también son altamente tóxicos. Los métodos de depuración sugeridos son:
-Peróxidos: se utilizan para el tratamiento de cianuro en el proceso de aguas residuales. Cuando está bajo condiciones alcalinas, el cianuro se oxida a cianato el cual es mucho menos tóxico.
Los peróxidos utilizados pueden ser el peróxido de hidrógeno, percarbonato de sodio y el ácido de Caro. El cianato formado se hidroliza poco a poco a amoniaco y bicarbonato. Estas aguas tratadas con peróxido de hidrógeno pueden ser descargadas de forma segura después de haber eliminado el amoniaco en caso necesario a través de la recuperación de amoniaco o mediante nitrificación biológica. El uso de peróxido de hidrógeno para el tratamiento de los residuos altamente concentrados con cianuro es muy eficaz (varios miles de ppm reducidos a menos de 100 ppm). La tasa de eliminación del cianuro con peróxido de hidrógeno varía de horas a minutos, dependiendo de la naturaleza del cianuro (si esta acomplejado o libre), las condiciones de tratamiento (pH y temperatura) y la presencia de otros componentes en las aguas residuales.
-Ácido de Caro es una alternativa al peróxido de hidrógeno catalizado por metales cuando las concentraciones de cianuros son bajas o cuando este está acomplejado con otros metales. Su rapidez es muy superior al peróxido, por lo que es posible utilizarlo para los “slurries” generados en la extracción de oro y plata, antes de que estos lleguen a la laguna de descarga.
-El percarbonato de Sodio Es particularmente útil para el tratamiento de emergencia, por ejemplo, derrames en aguas naturales cuando oxidantes sólidos puede proporcionar ventajas respecto al líquido para el almacenamiento y la manipulación de este. En muchos casos, especialmente en los efluentes de decapado de metales, galvanización, etc., se forman nitrito y cianuro en los efluentes. El nitrito es un elemento indeseable en las aguas residuales, ya que es un producto químico fácilmente oxidable y se suma a la demanda biológica de oxígeno (DBO) de las aguas residuales, causando el agotamiento del oxígeno aguas abajo de la descarga.
10. Si un agua residual contiene detergentes con fosfatos, nitratos, aceites y grasas, cromo III, sólidos en suspensión. Indique de que forma influirán los siguientes parámetros: Oxigeno disuelto, DBO, DQO, Turbidez, Toxicidad, Dureza y Conductividad.
No hay comentarios:
Publicar un comentario