Aguas Residuales

“UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA”FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO DE AGUAS RESIDUALES DE LA

UNC

ELIANA CASTREJON CARUANAMBO

Análisis Químico

DOCENTE : Ing. Hugo Mosqueira Estraver

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA“Norte de la Universidad Peruana”

Fundada por Ley 14015 del 13 de Febrero de 1962

FACULTAD DE INGENIERIAEscuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Introducción:

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de

procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los

contaminantes presentes en el agua efluente del uso humano. Algunos autores

hacen diferencia entre aguas hervidas y aguas residuales en el sentido que las

primeras solo provendrían del uso doméstico mientras que las segundas

corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales.

El término agua residual hace referencia a aquellas aguas generadas por

residencias, instituciones y locales comerciales e industriales; y su importancia es

tal que requiere sistemas de canalización, tratamiento y desalojo ya que su

tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación.

En la medida en que se vaya presentando acumulación y estancamiento del agua

residual pueden generarse gases de mal olor debido a la descomposición orgánica

que ésta posee; además es importante anotar que en el agua residual hay

existencia de numerosos microorganismos patógenos y causantes de

enfermedades que habitan en el aparato intestinal humano o que pueden estar en

ciertos residuos industriales. Es por esto que la presente práctica de laboratorio

se realizará un estudio de las aguas residuales de nuestra Universidad Nacional

de Cajamarca, determinando para ello ciertos parámetros como pH, temperatura,

solidos presentes, etc. detallados en el transcurso del informe.

ANÁLISIS QUÍMICO - ING. HUGO MOSQUEIRA ESTRAVER

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Objetivos:

Objetivo Principal:

Determinan las propiedades fisicoquímicas de las aguas residuales

en la Universidad Nacional de Cajamarca.

Objetivos Específicos:

Determinar pH, temperatura, cantidad de solidos (totales,

suspendidos y orgánicos) presentes en nuestra muestra de agua.

Identificar los contaminantes orgánicos e inorgánicos del agua

Brindar información para el tratamiento delas aguas residuales y así

buscar disminuir en cierto grado la contaminación.

Aplicar los temas ya estudiados en la determinación de las

propiedades fisicoquímicas de la muestra.


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Marco teórico:

El término agua residual define un tipo de agua que está contaminada

con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o

animales. Su importancia es tal que requiere sistemas de canalización,

tratamiento y desalojo. Su tratamiento nulo o indebido genera graves

problemas de contaminación.

Definición de la FAO

Tratamiento:

La aguas residuales pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son

generadas (por ejemplo: tanques sépticos u otros medios de

depuración) o bien pueden ser recogidas y llevadas mediante una red

de tuberías - y eventualmente bombas - a una planta de tratamiento

municipal.

Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales domésticas

de la descarga están típicamente sujetas a regulaciones y estándares

locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo

ciertos contaminantes de origen industrial presentes en las aguas

residuales requieren procesos de tratamiento especializado.


“Agua que no tiene valor inmediato para el fin para el que se

utilizó ni para el propósito para el que se produjo debido a su

calidad, cantidad o al momento en que se dispone de ella. No

obstante, las aguas residuales de un usuario pueden servir de

suministro para otro usuario en otro lugar. Las aguas de

refrigeración no se consideran aguas residuales”

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Depuración de aguas residuales

La tesis fundamental para el control de la polución por aguas residuales

ha sido tratar las aguas residuales en plantas de tratamiento que hagan

parte del proceso de remoción de los contaminantes y dejar que la

naturaleza lo complete en el cuerpo receptor. Para ello, el nivel de

tratamiento requerido es función de la capacidad de auto purificación

natural del cuerpo receptor. A la vez, la capacidad de auto purificación

natural es función, principalmente, del caudal del cuerpo receptor, de su

contenido en oxígeno, y de su "habilidad" para reoxigenarse. Por lo

tanto el objetivo del tratamiento de las aguas residuales es producir

efluente reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también

llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o

reutilización. Es muy común llamarlo depuración de aguas

residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.

Presencia de sustancias sólidas

La presencia en el agua de muchas sustancias sólidas constituye la

parte más importante y aparente de la contaminación. El tamaño de las

partículas contaminantes presentes en el agua es muy variado.

Hay sólidos que por su tamaño pueden observarse a simple vista en el

agua y dejando la suspensión en reposo, se pueden separar bien por

decantación bajo la influencia de la gravedad o bien por flotación,

dependiendo de las densidades relativas del sólido y del agua. También

resulta fácil separarlas por filtración.

Sin embargo, hay otras partículas muy finas de naturaleza coloidal

denominadas coloides que presentan una gran estabilidad en agua.


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Tienen un tamaño comprendido entre 0,001 y 1 µm y constituyen una

parte importante de la contaminación, causa principal de la turbiedad del

agua. Debido a la gran estabilidad que presentan, resulta imposible

separarlas por decantación o flotación. Tampoco es posible separarlas

por filtración porque pasarían a través de cualquier filtro.

La causa de esta estabilidad es que estas partículas presentan cargas

superficiales electrostáticas del mismo signo, que hace que existan

fuerzas de repulsión entre ellas y les impida aglomerarse para

sedimentar. Estas cargas son, en general, negativas, aunque los

hidróxidos de hierro y aluminio las suelen tener cargas positivas.

El tratamiento físico químico del agua residual tiene como finalidad mediante la

adición de ciertos productos químicos la alteración del estado físico de estas

sustancias que permanecerían por tiempo indefinido de forma estable para

convertirlas en partículas susceptibles de separación por sedimentación.

Procesos para el tratamiento de aguas residuales

Los procesos para el Tratamiento de aguas residuales se basan en la

eliminación de los contaminantes hasta alcanzar los valores máximos

permisibles de acuerdo a las normas y estándares nacionales o

internacionales. En virtud de la diversidad de contaminantes que se

pueden presentar en las aguas residuales, el número de procesos

existentes es también muy amplio, no obstante estos procesos se

pueden agrupar de acuerdo al tipo de fenómeno o principio en el cual

basan su operación. Una clasificación amplia en la que se puede

agrupar los procesos de tratamientos, es aquella que está de acuerdo al

tipo de fenómeno asociado:

Físico

Químico


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Bioquímico

Físico-químico

Enzimático

Características de las aguas residuales

Las aguas residuales están formadas generalmente por un 99 % de

agua y un 1 % de sólidos en suspensión y solución. Estos sólidos

pueden clasificarse en orgánicos e inorgánicos.

Los sólidos inorgánicos están formados principalmente

por nitrógeno, fósforo, cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos y

algunas sustancias tóxicas como arsénico, cianuro, cadmio, cromo,

cobre y mercurio.

Los sólidos orgánicos se pueden clasificar en nitrogenados y no

nitrogenados. Los nitrogenados, es decir, los que contienen nitrógeno en

su molécula, son proteínas, ureas, aminas y aminoácidos. Los no

nitrogenados son principalmente celulosa, grasas y jabones.

Materia en suspensión y materia disuelta

A efectos del tratamiento, la gran división es entre materia en

suspensión y materia disuelta.

La materia en suspensión se separa por tratamientos

fisicoquímicos, variantes de la sedimentación y filtración.

La materia disuelta puede ser orgánica, en cuyo caso el

método más extendido es su insolubilización como

material celular (y se convierte en un caso de separación

S-L) o inorgánica, en cuyo caso se deben emplear caros

tratamientos fisicoquímicos como la ósmosis inversa.


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Los diferentes métodos de tratamiento atienden al tipo de contaminación: para la

materia en suspensión, tanto orgánica como inorgánica, se emplea la

sedimentación y la filtración en todas sus variantes. Para la materia disuelta se

emplean los tratamientos biológicos (a veces la oxidación química) si es orgánica,

o los métodos de membranas, como la ósmosis, si es inorgánica.

Principales parámetros

Los parámetros característicos son:

temperatura

pH: medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH

indica la concentración de iones hidronio [H3O]+ presentes en

determinadas disoluciones.

sólidos en suspensión totales (SST) o

materia orgánica valorada como DQO y DBO: la demanda

biológica de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la

cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por

medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en

suspensión.

También hay otros parámetros a tener en cuenta

como fósforo total, nitritos, sulfuros, sólidos disueltos.

MATERIALES Y REACTIVOS


http://es.wikipedia.org/wiki/Hidronio

http://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Acidez

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3 frascos esterilizados

pH- metro

Gradilla y tubos de ensayo

Termómetro

Estufa

Balanza analítica

Anaranjado de metilo

Papel filtro

CONSIDERACIONES


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Pueden interferir en el proceso trozos de materiales que vengan con la muestra,

para ello el agua problema se pasa por un tamiz de luz adecuada.

También puede haber grasa en suspensión. Para eliminarlo se somete el agua a

un desengrase mediante decantación, quedando la grasa en la superficie.

PROCEDIMIENTO:

Desarrollo de la practica

Determinación del pH

Materiales:

pH-metro

Procedimiento: Tomamos 50 ml de la muestra y se mide el pH con el pH-

metro


pH1 = 7,21

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Determinación de la temperatura

Materiales:

Termómetro

Procedimiento:

Se toma 50 ml de la muestra y se mide la temperatura con el Termómetro

Determinación de los sólidos totales

Materiales:

Vaso de Precipitación de 100 ml

Desecador

Estufa

Balanza Analítica

¿Qúe hacemos?


Temperatura para la muestra

18°C

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Solidos totales (ppm) = 54,6−5250

∗1000 = 52




Medimos 50 ml de la muestra y la transferimos al vaso de

precipitación completamente seco y tarado

Colocamos el vaso en la estufa de 105°C y dejar hasta sequedad

Colocar el vaso en el desecado para su enfriamiento contralado

¿Cómo lo calculamos?

Solidos totales (ppm) = ( pesodel vaso+residuo−peso del vaso)

Volumende lamuestra∗1000

a) Muestra

Determinación de Sólidos Disueltos

Materiales:

Matraz Erlenmeyer de 250 ml

Vaso de Precipitación de 100 ml

Embudo

Desecador

Papel Filtro, pipeta, estufa


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Solidos disueltos (STD) (ppm) = 36.16−34.8

50∗1000=¿

27.2




¿Cómo lo determinamos?

Tomar 50 ml de la muestra y filtrar

Tomar 50 ml del filtrado y pasarlo al vaso

Colocar el vaso, previamente secado y tarado en la estufa a 103°C

Enfriar y pesar

Cálculos

Solidos disueltos (STD) (ppm) = ( pesodel vaso+residuo−peso del vaso)


a) Muestra

Determinación de sólidos en

Suspensión


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Materiales:

Matraz Erlenmeyer de 250 ml

Embudo

Balanza Analítica

Papel filtro

Estufa

¿Cómo lo hacemos?

Agitar la muestra en su envase y tomar 100 ml. De Volumen

Verter en el papel filtro previamente tarado

Una vez terminado el filtro, retirar el papel filtro del embudo con cuidado de

no perder los sólidos que han quedado en él y llévalo a la estufa.

Secar el papel filtro a 103°C por una hora

Dejar enfriar en el desecador y luego pesar

Cálculos

Solidos Suspendidos (ppm) = (A+B)


Donde:

A= peso del papel filtro + residuo

B= peso del papel filtro

a) Muestra


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Solidos Suspendidos (ppm) = (0.467+0.324)

100∗1000 = 7.91




Determinación de Materia Orgánica: Para la determinación de la materia orgánica

es necesario realizar los pasos mostrados a continuación, pero no fue desarrollado

por nuestro grupo de práctica dado que el docente no nos solicitó este análisis.

Materiales:

Probeta Erlenmeyer de 250 cm3 Bureta Ácido sulfúrico Disolución de permanganato de potasio ≅ 0,002 M Disolución de ácido oxálico ≅ 0,007 M Pipetas Mechero Bunsen

¿Cómo lo determinamos?

Mide 100 ml del agua tu muestra, deposítalo sobre el Erlenmeyer.

Añade 5 ml de la disolución de ácido sulfúrico, haciéndolo resbala

suavemente por las paredes del Erlenmeyer. Limpia bien la pipeta utilizada

porque la utilizaremos en un paso posterior


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Calienta durante diez minutos, reponiendo con agua destilada si fuese

necesario para reponer la posible evaporación.

Añadir 10 ml de la disolución de permanganato de potasio y hervir durante

10 minutos más. Este tiempo debe de medirse exactamente

Añadir otros 10 ml de la disolución de ácido oxálico, continuando con la

ebullición hasta decoloración completa

Introducir en la bureta la disolución de permanganato de potasio y enrasarla

a cero.

Añadir gota a gota la disolución de permanganato hasta que el color de la

disolución sea rosa permanente (no desaparece con la agitación).

Cálculos

Materia Orgánica (ppm) = (V KMnO4 )∗(0.1)Volumende lamuestra


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ANEXOS


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CONCLUSIONES

Logramos determinan las propiedades fisicoquímicas de las aguas

residuales en la Universidad Nacional de Cajamarca.

Determinamos pH, temperatura, cantidad de solidos (totales,

suspendidos y orgánicos) presentes en nuestra muestra de agua.

Se desarrolló la manera de encontrar los contaminantes orgánicos e

inorgánicos del agua

Brindamos información para el tratamiento de las aguas residuales y

así buscar disminuir en cierto grado la contaminación.

SUGERENCIAS

Se debe seguir una secuencia lógica de acuerdo a lo explicado por el

docente haciendo exactamente lo que se nos dijo para así obtener

resultados satisfactorios.

Al trabajar con reactivos debemos cuidar de usarlos sumo cuidado ya

que nos puedes causar daño a la salud.

No comportase de manera incorrecta dentro del laboratorio para así

evitar algún tipo de accidente


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BIBLIOGRAFÍA

Curso de Química Analítica, Análisis Cualitativo, A. Kreshlov.A. Editorial Mir

Química general Raymond Chang 4° Edición

http://es.wikipedia.org/wiki/Marcha_anal%C3%ADtica

http://www.bdigital.unal.edu.co/35141/1/35385-139094-1-PB.pdf

http://dspace.unav.es/dspace/bitstream/10171/27819/3/1999Quimica

%20Analitica%20Cualitativa%5BManual%5D.pdf

Química Analítica Cualitativa- F. Burriel Martí, J Hernández Méndez –

reseña analítica


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