UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

Facultad De Ingeniería Química E Ingeniería Metalúrgica

Carrera Profesional De Ingeniería Química

INFORME DE LABORATORIO DE TRATAMIENTO DE AGUAS

TEMA: Prueba De Jarras

DOCENTE: Ing. Julio Lechuga Canal

POR: Estefany Klenny Candia Zapata

2014 – II

CUSCO – PERÚ

I. MARCO TEORICO

LOS COAGULANTES

La coagulación es un proceso de desestabilización química de las partículas coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la aplicación de la energía de mezclado. los coagulantes on aquellos compuestos de Hierro y Aluminio capaces de formar un floc y que pueden efectuar coagulación al ser añadidos al agua.

Cationes trivalentes: la neutralización en la superficie de coloides negativos es lograda por la adición de cationes en el caso de coagulantes inorgánicos. Los iones trivalentes son diez veces más eficaces que el ión bivalente. Las sales trivalentes del hierro y del aluminio siguen siendo utilizados extensamente en todos los tratamientos de la coagulación del agua.

La popularidad de los coagulantes de aluminio y hierro surge de su efectividad como coagulante la cual se mide por la habilidad de formar complejos polinucleares multicargados en solución con mayores características de adsorción.

El sulfato de aluminio es el coagulante estándar, el producto comercial usualmente tiene la formula Al2(SO4)3 .14H2O

La influencia del pH: el coagulante inorgánico debido a su hidrólisis cambia las características físico-químicas del agua que es tratad (pH, conductividad, etc.)

El pH necesario para la coagulación se puede ajustar por la adición de un ácido o de una base.

Producción de lodo: La formación del hidróxido metálico que se da a través de la combinación del M 3+ con los (OH)- causa la producción de una cantidad substancial de lodo

Catión Grado óptimo de pH para la Coagulación-Floculación

Al 3+ 6,0-7,4

Fe 3+ > 5

M 3+ + 3(OH)- <====> M(OH) 3

Este hidróxido metálico que es de carácter coloidal absorbe los iones positivos en solución para formar una solución cargada positivamente, esta solución neutraliza la carga de los colides negativos y ayuda complementar la aglomeración, la cual se debe quitar en el proceso final de la separación de los sólidos-líquidos.

Coagulantes orgánicos: puede también ser utilizados. La ventaja de esos polielectrolitos catiónicos es porque neutralizan directamente los coloides negativos. Por lo tanto por esta acción directa la cantidad de lodo se reduce considerablemente.

EL FLOCULANTE

La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad.

Estos flóculos inicialmente pequeños, crean al juntarse aglomerados mayores que son capaces de sedimentar.

Los floculantes son polímeros o polielectrolitos con pesos moleculares muy elevados moléculas orgánicas solubles en agua formadas por bloques denominados monómeros, repetidos en cadenas larga.

Estos floculantes pueden ser de naturaleza: mineral, orgánico natural y orgánico de síntesis, polímeros inorgánicos (silicia activado) y polímeros naturales (almidones, alginate).

ENSAYOS DE “PRUEBAS DE JARRA”

Las pruebas más representativas para determinar el comportamiento de los coagulantes y floculantes a escala pequeña es el Ensayo de “Prueba de Jarra”.

Es un método de simulación de los procesos de Coagulación y floculación, realizado a nivel de laboratorio que permite obtener agua de buena calidad, fácilmente separable por decantación; los flóculos formados con diferentes dosis del coagulante dan como resultado valores de turbiedad deferentes.

Objetivo: Determinar las variables físicas y químicas de los procesos de coagulación; floculación y sedimentación; tales como: selección del coagulante; selección del pH óptimo; gradientes y tiempos de mezcla rápida y floculación y correlación de las velocidades de sedimentación y la eficiencia de remoción.

Materiales y Equipos Necesarios:

Agitador Múltiple o Floculador: Equipo provisto de 6 agitadores planos; tienecomo elementos adicionales vasos de 2 litros de capacidad, de forma cuadrada con una tubería de 4 mm de diámetro, para la extracción de muestra.

Un turbidímetro. Un pHmetro.

Debido a que la prueba de jarras es solo una simulación del proceso, es necesario mantener las condiciones operacionales que existen en el proceso industrial tal como son.

Mezcla rápida: el objetivo de la mezcla rápida es crear la turbulencia o movimiento necesario en el líquido contenido en la jarra para poner en contacto los reactivos químicos con las partículas coloidales del agua, a modo de neutralizar sus cargas, desestabilizarlas y hacer que se aglomeren en un corto periodo de tiempo. El tiempo de aplicación de la mezcla rápida depende de la clase coagulante.

Mezcla lenta: generalmente, el tiempo de mezcla no excede de 15 min. Un tiempo excesivo puede crear calentamiento de la muestra originando una floculación más eficiente, pero a su vez una pobre sedimentación, ya que ocurre la liberación de los gases disueltos en el agua, formando burbujas que se adhieren a los floculos y los hacen flotar.

Reposo (sedimentacion): durante este tiempo los coloides sedimentan por gravedad y se obtiene el agua clarificada.

Dosis: la dosis de alumbre varia normalmente entre 5 a 50 mg/L para aguas naturales, comúnmente el pH efectivo para la coagulación con alumbre es de 5,5 a 8 y se prefiere tratar aguas superficiales de buena calidad por ser el único químico necesario para la coagulación.

OBJETIVOS Conocer las técnicas de coagulación y floculación Realizar una prueba de jarras

EQUIPOS Y MATERIALES

Equipo para prueba de jarras Al2(SO4)3 al 5% Almidón NaOH

PROCEDIEMIENTO

Preparar una solución turbia con agua Medir 400 mL de solución turbia en cuatro vasos de

precipitados La concentración de solidos disueltos en cada vaso

empezando desde el segundo será de 5, 25 y 50 ppm respectivamente

Dosificar empezando del vaso numero dos 2, 10, y 20 mL de Al2(SO4)3 al 5% respectivamente

Agitar por un minuto y dejar en reposo Si el ph de la solución no es óptimo para la coagulación

agregar unas cuantas gotas de NaOH Agregar 2 ml de almidón a los tres últimos vasos y observar

que ocurre Si es necesario aumentar más la concentración de solidos

disueltos en cada vaso y también más mL de Al2(SO4)3 al 5%

II. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Como pudimos observar al adicionar solo 2, 10 y 20 mL de

Al2(SO4)3 al 5% y con la concentración de solidos suspendidos respectiva para cada vaso no se pudo observar muy bien la coagulación, por esta razón se le adiciono mayor cantidad de mL de Al2(SO4)3 al 5% y también mayor concentración

de solidos disueltos en cada vaso y así pudimos observar con mayor claridad la coagulación.

Poca cantidad del coagulante, no neutraliza totalmente la carga de la partícula, la formación de los microflóculos es muy escaso, por lo tanto la turbiedad residual es elevada.

La selección del coagulante y la dosis juegan un rol muy

importante sobre : - La buena o mala calidad del agua clarificada. - El buen o mal funcionamiento de los decantadores.

Para cada turbiedad existe una cantidad de coagulante, con el que se obtiene la Turbiedad residual más baja, que corresponde a la dosis óptima.

III. CUESTIONARIO 1. Ud. ¿Cuál de las concentraciones de Al2(SO4)3 recomendaría

para el tratamiento del agua materia de estudio?¿por qué? La concentración de 50 ppm porque al momento de tratar un agua nosotros queremos que esta agua tratada sea de manera correcta debido a que en el laboratorio con esta concentración pudimos observar los resultados lentos pero más eficaces ya que si comparamos con el de 5 ppm el agua se clarifica más rápido.

2. ¿Qué diferencia halla Ud en el uso de Al2(SO4)3 y FeCl3? La diferencia de usar estos coagulantes es que el Al2(SO4)3 no contiene moléculas de hierro y este no va a necesitar de otro proceso para sacar dicho hierro, en cambio el FeCl3 si va a necesitar de otro proceso para retirar el hierro del agua debido a que agua sale un poco más oscura con respecto al otro floculante.

3. Establezca una diferencia entre coagulación y floculación

La floculación es el proceso que sigue a la coagulación, que consiste en la agitación de la masa coagulada que sirve para permitir el crecimiento y aglomeración de los flóculos recién formados con la finalidad de aumentar el tamaño y peso necesarios para sedimentar con facilidad, mientras que la coagulación es el proceso que desestabiliza las partículas

coloidales que se encuentran en suspensión, lo cual ayuda favorecer su aglomeración

IV. BIBLIOGRAFIA http://www.lenntech.es/coagulantes-y-floculantes.htm 12/11/14 http://www.sedapal.com.pe/c/document_library/get_file?uuid=2792d3e3-59b7-4b9e-ae55-56209841d9b8&groupId=10154 12/11/14

http://es.slideshare.net/guillermo150782/coagulacion-y-floculacion 12/11/14 http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdf 12/11/14 http://www.drinking-water.org/html/es/Treatment/Coagulation-Flocculation.html 12/11/14