TRABAJO DE GRADO NATALIA ANDREA GRANADOS CATAÑO T

DETERMINACION DE LA DOSIS MAS EFECTIVA DE LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LI QUIDO

PARA LA POTABILIZACION DE AGUA EN LA EMPRESA AGUAS Y AGUAS DE PEREIRA

NATALIA ANDREA GRANADOS CASTAÑO

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTA DE TECNOLOGIAS

ESCUELA DE TECNOLOGIA QUIMICA Pereira, Junio 21de 2007

DETERMINACION DE LA DOSIS MAS EFECTIVA DE LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LI QUIDO

PARA LA POTABILIZACION DE AGUA EN LA EMPRESA AGUAS Y AGUAS DE PEREIRA

TRABAJO DE GRADO

NATALIA ANDREA GRANADOS CASTAÑO

DIRECTOR INTERNO CARLOS HUMBERTO MONTOYA

QUIMICO INDUSTRIAL

DIRECTOR EXTERNO WILLIAM RENDON LONDOÑO

QUIMICO INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA FACULTA DE TECNOLOGIAS

ESCUELA DE TECNOLOGIA QUIMICA Pereira, Junio 21 de 2007

TABLA DE CONTENIDO

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RESUMEN 21

INTRODUCCION 22 1. TEMA DE INVESTIGACION 23 1.1. DETERMINACION DE LA DOSIS MAS EFECTIVA DE LA 23 MEZCLA DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO PARA LA POTABILIZACION DE AGUA EN LA EMPRESA AGUAS Y AGUAS DE PEREIRA 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 24 3. JUSTIFICACION 25 4. OBJETIVOS 27 4.1 OBJETIVO GENERAL 27 4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 27 5. METODOLOGIA 28 5.1 PRIMERA FASE 28 5.2 SEGUNDA FASE 29 5.3 TERCERA FASE 30 6. MARCO REFERENCIAL 31 6.1 MARCO TEORICO 31 6.1.1 Historia del carbón activado. 31 6.1.2 Generalidades del carbón activado. 31

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6.1.3 Adsorción con carbón activado 33 6.1.4 Proceso de adsorción 33 6.1.4.1 Etapas del proceso de adsorción industrial. 34 6.1.4.2 Factores que afectan la adsorción 34 6.1.5 Aplicación de carbón activado (CA) en polvo 35 6.2 TRATAMIENTO CONVENCIONAL DE AGUA POTABLE 36 6.2.1 Coagulación 36 6.2.2 pH optimo para coagulación 36 6.2.3 Coagulantes 36 6.2.3.1 Acción de coagulantes metálicos 36 6.2.4 Sulfato de aluminio líquido (alumbre) 38 6.2.5 Mezcla rápida 40 6.2.6 Floculación 40 6.2.7 Sedimentación 40 6.2.8 Filtración 41 6.3 ENSAYO DE JARRAS 41 6.3.1 Precauciones que se deben tener en cuenta para el 42 ensayo de jarras 6.4 GRAFICOS DE CONTROL 43 6.4.1 Causas debidas al azar. 43 6.4.2 Causas asignables 43 6.5 GRAFICOS DE CONTROL PARA MEDIDAS INDIVIDUALES 43

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6.6 MARCO GEOGRAFICO 45 6.6.1 Mapa de ubicación de la planta de tratamiento Aguas y 45 Aguas de Pereira. 6.6.1.1 Coordenadas de la planta de tratamiento Aguas y Aguas 45 de Pereira. 7. GLOSARIO 46 8. PRIMERA FASE: ENSAYOS DE TRATABILIDAD 50

8.1 PROMEDIO DE PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICO DE 50 ENSAYOS DE JARRAS REALIZADOS POR TRIPLICADO CON DIFERENTES DOSIS DE SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO (SAL) DE FORMA INDIVIDUAL. 8.1.1 Conclusión 61 8.2 ENSAYOS DE JARRAS REALIZADOS PARA LA MEZCLA 61 DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO. 9. SEGUNDA FASE: RESULTADOS EXPERIMENTALES, 63 ANALISIS DE GRAFICOS DE CONTROL Y ALUMINIO RESIDUAL PARA LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO Y SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO. 9.1 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 67 DE CARBON ACTIVADO DE 0.1 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 40 PPM. 9.1.1 Conclusión 67 9.1.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 70 carbón activado de 0.1 ppm

9.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 75 DE CARBON ACTIVADO DE 0.2 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 40 PPM. 9.2.1 Conclusión 75

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9.2.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 78 carbón activado de 0.2 ppm 9.3 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 83 DE CARBON ACTIVADO DE 0.3 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 40 PPM. 9.3.1 Conclusión 83 9.3.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 86 carbón activado de 0.3 ppm 9.4 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 91 DE CARBON ACTIVADO DE 0.4 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 46 PPM. 9.4.1 Conclusión 91 9.4.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 94 carbón activado de 0.4 ppm 9.5 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 99 DE CARBON ACTIVADO DE 0.5 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 42 PPM. 9.5.1 Conclusión 99 9.5.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 102 carbón activado de 0.5 ppm 9.6 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, 107 DE CARBON ACTIVADO DE 0.6 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 40 PPM. 9.6.1 Conclusión 107 9.6.2 Análisis de resultados del grafico de aluminio residual para 110 carbón activado de 0.6 ppm 10. SEGUNDA FASE: RESULTADOS EXPERIMENTALES, 111 ANALISIS DE GRAFICOS DE PORCENTAJE DE REMOCION DE COLOR, PARA LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO Y SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO.

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10.1 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 119 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 40 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.1.1 Conclusión 119 10.2 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 128 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 42 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.2.1 Conclusión 128 10.3 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 137 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 44 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.3.1 Conclusión 137 10.4 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 146 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 46 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.4.1 Conclusión 146 10.5 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 155 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 48 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.5.1 Conclusión 155 10.6 ANALISIS DE RESULTADOS DE PORCENTAJE DE 164 REMOCION DE COLOR, PARA SAL DE 50 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CA EN POLVO. 10.6.1 Conclusión 164 11. TERCERA FASE 166 11.1 COSTO Y CONSUMO EN EL AÑO 2005 166 11.1.1 COSTO Y CONSUMO DE CARBON ACTIVADO (CA) 166 EN POLVO EN EL AÑO 2005, DOSIFICADO DE FORMA INDIVIDUAL.

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11.1.2 COSTO Y CONSUMO DE SULFATO DE ALUMINIO 167 LÍQUIDO (SAL) EN EL AÑO 2005, DOSIFICADO DE FORMA INDIVIDUAL. 11.1.3 PROYECCION DE CONSUMO Y COSTO EN EL AÑO 2005, 168 PARA LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO (CA) EN POLVO CON 0.5 PPM Y SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO CON 42 PPM. 11.2. RECOMENDACIONES 170 11.3 OBERVACIONES 171 12. CONCLUSIONES 172 12.1 CALIDAD 172

12.2 AMBIENTAL 173 12.3 COSTOS 174 BIBLIOGRAFIA 175

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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1. Resultados de parámetros físico-químico 50 iniciales del agua cruda.

Tabla 2. Resultados de parámetros físico-químico, luego 50 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 3. Resultados de parámetros físico-químico 51 iniciales del agua cruda. Tabla 4. Resultados de parámetros físico-químico, luego 51 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 5. Resultados de parámetros físico-químico 52 iniciales del agua cruda. Tabla 6. Resultados de parámetros físico-químico, luego 52 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 7. Resultados de parámetros físico-químico 53 iniciales del agua cruda. Tabla 8 . Resultados de parámetros físico-químico, luego 53 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 9. Resultados de parámetros físico-químico 54 iniciales del agua cruda. Tabla 10. Resultados de parámetros físico-químico, luego 54 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 11. Resultados de parámetros físico-químico 55 iniciales del agua cruda. Tabla 12. Resultados de parámetros físico-químico, luego 55 de realizar el ensayo de jarras con SAL.

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Tabla 13. Resultados de parámetros físico-químico 56 iniciales del agua cruda. Tabla 14. Resultados de parámetros físico-químico, luego 56 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 15. Resultados de parámetros físico-químico 57 iniciales del agua cruda. Tabla 16. Resultados de parámetros físico-químico, luego 57 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 17. Resultados de parámetros físico-químico 58 iniciales del agua cruda. Tabla 18. Resultados de parámetros físico-químico, luego 58 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 19. Resultados de parámetros físico-químico 59 iniciales del agua cruda. Tabla 20 . Resultados de parámetros físico-químico, luego 59 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 21. Resultados de parámetros físico-químico 60 iniciales del agua cruda. Tabla 22 . Resultados de parámetros físico-químico, luego 60 de realizar el ensayo de jarras con SAL. Tabla 23. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 63 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.1 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 24. Resultado de datos para el grafico de control para 64 la remoción de color con 0.1 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 25. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 68 activado (CA) en polvo de 0.1 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

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Tabla 26. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 71 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.2 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 27. Resultado de datos para el grafico de control para 72 la remoción de color con 0.2 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 28. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 76 activado (CA) en polvo de 0.2 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 29. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 79 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.3 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 30. Resultado de datos para el grafico de control para 80 la remoción de color con 0.3 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 31. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 84 activado (CA) en polvo de 0.3 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 32. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 87 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.4 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 46 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 33. Resultado de datos para el grafico de control para 88 la remoción de color con 0.4 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 46 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 34. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 92 activado (CA) en polvo de 0.4 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

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Tabla 35. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 95 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.5 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 42 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 36. Resultado de datos para el grafico de control para 96 la remoción de color con 0.5 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 42 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 37. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 100 activado (CA) en polvo de 0.5 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 38. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del 103 agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.6 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 39. Resultado de datos para el grafico de control para 104 la remoción de color con 0.6 ppm de carbón activado (CA) en polvo, con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Tabla 40. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón 108 activado (CA) en polvo de 0.6 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). Tabla 41. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 111 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Tabla 42. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 112 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Tabla 43. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 113 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Tabla 44. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 114 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm.

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Tabla 45. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 115 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Tabla 46. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 116 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Tabla 47. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 117 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color. Tabla 48. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 120 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 49. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 121 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 50. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 122 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 51. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 123 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 52. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 124 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 53. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 125 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm. Tabla 54. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 126 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color.

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Tabla 55. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 129 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 56. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 130 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 57. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 131 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 58. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 132 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 59. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 133 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 60. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 134 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm. Tabla 61. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 135 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 44 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color. Tabla 62. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 138 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Tabla 63. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 139 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Tabla 64. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 140 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm.

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Tabla 65. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 141 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Tabla 66. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 142 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Tabla 67. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 143 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Tabla 68. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 144 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color. Tabla 69. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 147 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm. Tabla 70. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 148 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm. Tabla 71. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 149 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm. Tabla 72. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 150 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm. Tabla 73. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 151 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm. Tabla 74. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 152 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm.

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Tabla 75. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 153 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color. Tabla 76. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 156 (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 77. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 157 (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 78. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 158 (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 79. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 159 (CA) en polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 80. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 160 (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 81. Resultados de los ensayos de jarras de carbón activado 161 (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm. Tabla 82. Datos promediados de los ensayos de jarras con una 162 dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 50 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color.

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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 66 polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Figura 2. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 69 activado (CA) en polvo de 0.1 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 3. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 74 polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Figura 4. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 77 activado (CA) en polvo de 0.2 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 5. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 82 polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm. Figura 6. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 85 activado (CA) en polvo de 0.3 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 7. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 90 polvo de 0.4 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 46 ppm. Figura 8. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 93 activado (CA) en polvo de 0.4 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 9. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 98 polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 42ppm. Figura 10. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 101 activado (CA) en polvo de 0.5 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 11. Grafico de control de la mezcla de carbón activado (CA) en 106 polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm.

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Figura 12. Grafico de aluminio residual (Ar) para la mezcla de carbón 109 activado (CA) en polvo de 0.6 ppm con dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Figura 13. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 118 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 40 ppm. Figura 14. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 127 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 42 ppm. Figura 15. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 136 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 44 ppm. Figura 16. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 145 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 46 ppm. Figura 17. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 154 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 48 ppm. Figura 18. Grafico de porcentaje de remoción de color para la mezcla de 163 carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm con sulfato de Aluminio líquido (SAL) de 50 ppm.

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LISTA DE ANEXOS

Pág Anexo 1. Turbidimetro Hach 2100AN. 178 Anexo 2. Fotómetro Hach 2010. 179 Anexo 3. Prueba de jarras. 180 Anexo 4. Balanza Analítica. 181 Anexo 5. pH-metro. 182 Anexo 6. Curva de calibración de color. 183 Anexo 7. Ficha técnica carbón activado (CA). 184 Anexo 8. Ficha técnica sulfato de aluminio líquido (SAL). 185 Anexo 9. Ensayo de jarras. 186 Anexo 10. Grafico de gradiente de velocidad vs revoluciones 187 por minuto (rpm), para jarra cuadrada de 1 L, jarra cuadrada de 2 L, jarra redonda de 1 L y jarra redonda de 2 L. Anexo 11. Color de agua cruda y tratada en platino cobalto (PCB) con 188 su equivalencia en absorbancia (ABS), de los ensayos de Jarras realizados con carbón activado (CA) en polvo en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL). Anexo 12. Prueba para la determinación de aluminio residual 189 Anexo 13. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de control 190 de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.4 ppm y 0.5 ppm de carbón activado con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido. Anexo 14. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de 192 control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 42 ppm de sulfato de aluminio líquido.

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Anexo 15. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de 195 control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 44 ppm de sulfato de aluminio líquido. Anexo 16. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de 198 control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 46 ppm de sulfato de aluminio líquido. Anexo 17. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos 201 de control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 48 ppm de sulfato de aluminio líquido. Anexo 18. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de 204 control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 50 ppm de sulfato de aluminio líquido.

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RESUMEN

En la planta de tratamiento de agua potable, de Aguas y Aguas de Pereira, se efectuaron ensayos de tratabilidad con carbón activado (CA) en polvo, con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL), con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, ambos dosificados en un rango de aplicación menor a lo utilizado en la planta, con el fin de lograr remover olor, sabor, pero principalmente el color (producido por la materia orgánica disuelta en el agua cruda del Rió Otún).

Esta mezcla de carbón activado (CA) en polvo con sulfato de aluminio liquido (SAL) y sus dosis establecidas, arrojaron resultados para color con absorbancias, aproximadas a cero y aunque no lograron mantenerse estadísticamente bajo control, dentro de los limites establecidos en los gráficos; consiguió estar dentro del limite de control de color (LCc) (15 UPC), según el decreto 475 de Marzo de 1998 "Normas Técnicas De Calidad De Agua Potable” para potabilización de agua, permitiendo cumplir eficazmente con la norma; lográndose colores por debajo de la absorbancia de 0.0059, equivalente a 15 unidades platino cobalto (UPC) y generando así porcentajes de remoción de color, mayores al 64.17% hasta un 100%, obteniéndose agua casi incolora de muy buena calidad para el consumidor.

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INTRODUCCION

El agua es un recurso natural indispensable para todos los seres vivos que habitan en la tierra, por tal razón en las últimas décadas se ha tomado conciencia, de que el agua es verdaderamente importante y que es todavía más importante conservarla en un buen estado, en donde todos puedan consumirla sin tener ningún riesgo de salud; a causa de esto se han formado autoridades ambientales y sanitarias que vigilan el aprovechamiento de los residuos naturales renovables y la supervisión de los sistemas de suministro de agua en cumplimiento de las normas, disposiciones y criterios contenidos en el decreto 475 de Marzo de 1998 (que actualmente para el año 2007 el nuevo decreto es el 1575), que son las "Normas Técnicas de Calidad de Agua Potable"; la cual rige a la empresa Aguas y Aguas de Pereira para que esta cumpla a cabalidad con el decreto establecido, durante el proceso de potabilizacion del agua cruda del Rió Otún. Este decreto tiene establecido ciertas normas para parámetros físico-químicos, uno de ellos es el color, el cual dice que no debe tener un color mayor de 15 unidades platino cobalto (UPC) (equivalente en absorbancia a 0.0059). Este trabajo de investigación se basa en realizar ensayos de tratabilidad, efectuando mezclas de carbón activado (CA) en polvo y sulfato de aluminio líquido (SAL), para poder lograr un control eficaz del color por debajo de lo estipulado según la norma, y conseguir una remoción de color de aproximadamente del 100%. Para los ensayos de tratabilidad se tiene en cuenta otro parámetro químico, como es el aluminio residual (tratado como una covariante en esta investigación), con el fin de que este parámetro también se mantenga por debajo de una concentración de 0.2 mg/L según lo establecido por la norma.

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1. TEMA DE INVESTIGACION

1.1. DETERMINACION DE LA DOSIS MAS EFECTIVA DE LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LI QUIDO PARA LA POTABILIZACION DE AGUA EN LA EMPRESA AGUAS Y AGUAS DE PEREIRA

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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el proceso de producción de agua potable, actualmente se utiliza carbón activado en polvo para adsorción del color (materia orgánica), olor y sabor (MIB (metilisoborneol) y GEOSMIN) y sulfato de aluminio liquido para la coagulación en el agua cruda, estos insumos se han dosificado, en dosis obtenidas mediante ensayos de tratabilidad realizados desde el año 1997 que no han sido actualizadas; situación que ha generado un impacto económico a la empresa, debido a que se usan productos o insumos de forma individual, representando un costo mayor para la empresa en comparación con el uso de los mismos productos en forma combinada, cuyo consumo podría disminuir en cantidad, causando una reducción final en los costos de producción para estos productos químicos, utilizados posteriormente en el tratamiento; con esta reducción de costos se beneficiaria la empresa y podría adquirir nuevas tecnologías y capacitar su personal para un continuo progreso en los parámetros físico-químicos del agua potable.

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3. JUSTIFICACIÓN La necesidad de perfeccionar o mejorar parámetros físico-químicos como el color del agua potable de la empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira, requiere una dosificación mas efectiva de los productos químicos o el uso de tecnologías que ayuden en el beneficio de la calidad del agua, razón por la cual se pretende desarrollar una metodología que contribuya a especificar e implementar una adecuación en la dosificación del carbón activado (CA) en polvo y sulfato de aluminio liquido (SAL), buscando reducir factores que alteren las características físico-químicas y dando también un mejoramiento a las características organolépticas del agua. El proceso de producción de agua potable que se utiliza en la planta de tratamiento de Aguas y Aguas de Pereira es un sistema de tratamiento convencional; Solo para el año 2005 se realizaron gastos, para los insumos que son efectos de esta investigación, discriminados así: para el caso de sulfato de aluminio liquido (SAL) el consumo fue de 199 Ton con un costo de $44.337.000; para el caso de carbón activado (CA) en polvo el consumo fue de 10.8 Ton para un costo de $32.367.600, para un promedio en m3 de agua tratada al mes, que para el año 2005 fue de 3.620.000 m3 [3] referenciado a productos utilizados individualmente que no incluyen otros insumos del proceso de potabilizacion. Lo que se pretende mezclando el carbón activado con sulfato de aluminio liquido, es disminuir cantidad y costo de estos insumos, pero logrando la misma cantidad y calidad de agua potable por cada año. Para el proceso de potabilizacion del agua, este es efectuado de la siguiente manera: El agua es captada del Río Otún en la vereda El Porvenir (a 5 kilómetros de Pereira) en la Bocatoma San José, desde allí es conducida a la planta mediante un largo canal de concreto de 5300 m donde llega a un tanque de carga, allí se divide en dos partes: una es utilizada para generación de energía y la otra parte es llevada por una tubería de 48” y de una longitud de 1300 m hasta la planta de tratamiento ingresando por un sistema de regulación llamado válvulas multichorros, [1] donde se inicia el proceso de tratamiento con la aireación, la cual ayuda a incrementar la concentración de oxígeno disuelto para garantizar que el oxígeno no limite la metabolización de la materia orgánica presente [2]. Posteriormente el agua pasa a la dosificación de cal utilizada para hacer ajuste de pH e igualmente se realiza la dosificación de carbón activado, utilizado para la eliminación de color, olor y sabor (producido por materia orgánica) en el agua; en esta parte del proceso, se quiere lograr un manejo mas eficiente, para la dosificación del carbón activado en polvo y evitar problemas de calidad posteriores, que se podrían presentar con la dosificación actual, debido a que se hace una sobredosificación o deficiencia en la aplicación del producto en el respectivo tratamiento. Después de la adición de Carbón, el agua cruda sigue su

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recorrido por el canal de entrada hasta los desarenadores, donde las partículas con mayor peso y tamaño se depositan en el fondo del tanque por efecto de la gravedad; este caudal se divide para las tres plantas de tratamiento (Quimbaya, Aurora, Písamo). En cada una de las plantas se adiciona coagulante (SAL), con este se pretende reducir su cantidad de dosificación, mezclándolo con carbón activado en polvo para producir un efecto mejor en la calidad, en cuanto al color del agua; en bajas cantidades de ambos. El coagulante tiene la capacidad de desestabilizar las partículas como sólidos en suspensión, para luego continuar con el proceso de floculación, que consiste en una agitación suave y continua, que permite a las partículas suspendidas aglomerarse unas con otras, para formar fóculos de tamaño y densidad apropiadas para su separación por gravedad; [2] seguidamente el agua pasa a los decantadores donde se separan las partículas sólidas aglomeradas bajo la forma de lodo; luego de los anteriores procedimientos el agua llega clarificada al tanque de filtración, donde se eliminan partículas finas de floc que han evadido el sedimentador, esta agua filtrada pasa a un proceso de desinfección donde se le dosifica cloro para eliminar los microorganismos patógenos y no patógenos presentes en ella y finalmente es conducida a los tanques de almacenamiento (Calarcá, Boquía y Otún) y desde allí es distribuida a los diferentes sectores de la ciudad. Este es básicamente el procedimiento que se sigue en la empresa donde se desarrolló el proyecto para optar al título de Tecnólogo Químico. La empresa de Acueducto y Alcantarillado de Pereira (Aguas y Aguas de Pereira) se rige por el Decreto 475 de marzo de 1998, donde se establece la reglamentación de sustancias que pueden estar presentes en el agua y las concentraciones máximas permisibles que no signifiquen riesgo para la salud.

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4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL Obtener mediante ensayos de tratabilidad con agua cruda del Río Otún, la dosis mas adecuada de carbón activado (CA) en polvo en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL) como coagulante primario para mejorar la calidad en el proceso de tratamiento de agua potable en la Empresa Aguas y Aguas de Pereira. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Realizar ensayos de tratabilidad para:

• Correlacionar los parámetros físico-químicos del agua cruda (Color, Turbiedad y pH) con las dosis de Sulfato de Aluminio Liquido obtenidas en ensayos de jarras realizados durante años en los procesos de producción y ejecutados actualmente, para establecer los rangos de dosificación, en la mezcla carbón activado con sulfato de aluminio líquido.

• Determinar la mezcla adecuada de Carbón Activado con Sulfato de Aluminio Liquido para establecer la dosis mas apropiada en cuanto a reducción de color.

• Obtener aluminio residual como covariante, para determinar el comportamiento de este en los ensayos de la mezcla carbón activado con sulfato de aluminio liquido, para verificar que este cumpla con una concentración de 0.2 ppm de aluminio residual según el decreto 475 para potabilizacion.

2. Obtener datos experimentales sobre la relación entre las dosificaciones de carbón activado en polvo y sulfato de aluminio líquido con parámetros de control del color, su porcentaje de remoción y la concentración de aluminio residual en el agua. 3. Plantear una propuesta de operación para la dosificación basados en los resultados obtenidos, realizando observaciones necesarias al actual sistema de dosificación, con el fin de proyectar el consumo y costos de los insumos (carbón activado en polvo, sulfato de aluminio líquido).

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5. METODOLOGIA La metodología aplicada está compuesta por tres fases citadas a continuación: 5.1 Primera Fase: Ensayos de jarras para: 5.1.1. Sulfato De Aluminio Líquido Se analizó el agua cruda para determinar los parámetros físico-químicos de calidad entre ellos la turbiedad, color, pH, acidez y alcalinidad; para realizar 11 ensayos de jarras cada uno por triplicado, con el coagulante sulfato de aluminio líquido (SAL) de forma individual, con dosis desde 16 ppm a 78 ppm, rango de operación efectuado en la planta. En las muestras provenientes de los ensayos de jarras se determinaron los siguientes parámetros:

a. Color b. turbiedad c. pH

Estos ensayos de jarras que se efectuaron con sulfato de aluminio líquido (SAL), permitieron verificar el rango de operación con que se ejecuta el tratamiento de potabilizacion; con estos ensayos se determinaron dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL) para mezclar con el carbón activado (CA) en polvo. 5.1.2. Carbón Activado en polvo mezclado con Sulfato de Aluminio Líquido: Se establecieron las dosis de carbón activado, teniendo en cuenta que en el tratamiento normal de dosificación del carbón activado, de forma individual se adicionan de 1 ppm a 4 ppm; por lo tanto se pretende tomar una dosificación mas reducida, para minimizar costos de este insumo; dosificando de 0.1 ppm a 0.6 ppm para mezclar con el sulfato de aluminio liquido, también con un rango reducido de dosificación de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm por cada concentración de 0.1 ppm a 0.6 ppm de carbón activado en polvo.

Se prepararon las soluciones de carbón activado y sulfato de aluminio liquido al 2 %, (concentraciones usadas en el proceso de tratamiento) y se procedió a realizar aproximadamente 100 ensayos de jarras con las dosis establecidas.

Al obtener las muestras filtradas de cada una de las jarras, se determinaron los siguientes parámetros físico-químicos en el siguiente orden.

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a. Color b. Turbiedad c. pH d. Aluminio

Para determinar la mejor jarra en el ensayo, se midió el color en absorbancia (ABS) en el fotómetro, a una longitud de onda de 435 nm (longitud de onda establecida, según calibraciones realizadas al fotómetro Hach para determinar la mejor longitud de onda para medir el color en el agua del Rió Otún); este parámetro físico-químico permitió definir la mejor dosis del carbón activado (CA) en mezcla con el sulfato de aluminio líquido (SAL). Este análisis que se realizó en el laboratorio por medio de pruebas de jarras son actualmente simulaciones que se efectúan de las operaciones de coagulación, floculación, decantación y filtración que se realizan en la planta de tratamiento para producción de agua potable.

5.2 Segunda Fase: En esta etapa del proyecto se realizo el análisis estadístico de la información recopilada en los ensayos de tratabilidad, elaborando los gráficos de control, graficando porcentaje de remoción y el residual de aluminio para los productos utilizados y así se obtuvieron las conclusiones finales.

1. Se recopilaron los resultados de los análisis anteriores para realizar el tratamiento estadístico, los cuales nos permitieron obtener unas buenas conclusiones de lo propuesto anteriormente y verificar los objetivos propuestos.

Se propuso realizar gráficos de control para la correcta dosificación de carbón activado y sulfato de aluminio liquido.

3. Se realizaron graficas para determinar que el residual de aluminio cumpla con la norma vigente de potabilizacion, en los ensayos efectuados de tratabilidad de carbón activado en polvo con sulfato de aluminio líquido.

4. Se propuso realizar gráficos para determinar el porcentaje de remoción de color en la mezcla de carbón activado en polvo con sulfato de aluminio líquido, para comprobar su eficiencia.

5. Desarrollo de conclusiones.

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5.3 Tercera Fase: Esta fase esta conformada por la propuesta de implementación para la dosificación de carbón activado en polvo, en mezcla con sulfato de aluminio líquido, partiendo de los resultados obtenidos en el desarrollo del proyecto. Adicionalmente se presentaron algunas observaciones sobre la operación del sistema actual de dosificación y bajo consumo y costo de los insumos.

1. Se desarrollaron propuestas a implementar en la planta de tratamiento Aguas y Aguas de Pereira según los resultados estadísticos obtenidos de la determinación de una dosis mas adecuada de carbón activado en mezcla con el sulfato de aluminio líquido.

2. Se presentaron las observaciones referentes al sistema actual de dosificación de los productos.

3. Se proyecto la reducción del consumo y costo de los insumos (carbón activado en polvo y sulfato de aluminio liquido) que se obtiene, con la dosis mas efectiva de carbón activado en mezcla con sulfato de aluminio liquido.

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6. MARCO REFERENCIAL

6.1 MARCO TEORICO

6.1.1 HISTORIA DEL CARBON ACTIVADO

El carbón ha sido conocido a través de la historia como un adsorbente, su uso data desde siglos antes de cristo. Los antiguos hindúes ya filtraban su agua con carbón. En el siglo XIII el carbón ya es usado en el proceso de purificación de soluciones de azúcar. Mas tarde en el siglo XVIII SCHELL descubre la capacidad adsortiva de gases por el carbón y LOWITS nota su habilidad para remover colores de los líquidos y desde entonces las aplicaciones del carbón activado han sido objeto de nuevas técnicas de desarrollo y aplicaciones. Una de las aplicaciones fue hecha en Inglaterra a mitad del siglo XIX con el tratamiento del agua potable en la remoción de olores y sabores, desde estos principios, el agua y tratamiento de aguas residuales con carbón activado ha llegado a extenderse en procesos industriales y municipales [4] . 6.1.2 GENERALIDADES DEL CARBON ACTIVADO Un carbón activado se define como un material extremadamente poroso con muchos átomos de carbono con valencia libre, capaz de desarrollar áreas superficiales del orden de los 450 a 1500 m2/g de carbón, este hecho lo convierte en un adsorbente ideal. El proceso de adsorción es aquel en el cual una superficie retiene y acumula moléculas de otras sustancias o iones al entrar en contacto con las mismas. Se puede adquirir bajo diferentes nombres comerciales registrados, en forma granulada de diferentes tamaños o como polvo fino con un tamaño, generalmente inferior a 0.075mm, por lo que tiene una relación área-volumen extremadamente alta. Sin embargo, no todos los carbones activados son iguales, ya que dependiendo de la materia prima de la cual se parte, y del proceso de activación utilizado, se derivan las características específicas de los poros formados. Los carbones activados comerciales son fabricados a partir de materiales orgánicos que son ricos en carbono, especialmente carbón bituminoso, madera, cáscaras de coco, lignita y bagazo. La elección del precursor es

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fundamentalmente una función de su disponibilidad, precio y pureza, pero el proceso de fabricación y la posible aplicación del producto final han de ser muy tenidos en cuenta. Los procesos de fabricación se pueden dividir en dos tipos: activación física (también llamada térmica) y activación química. La porosidad de los carbones preparados mediante activación física es el resultado de la gasificación del material carbonizado a temperaturas elevadas, mientras que la porosidad que se obtiene en activación química es generada por reacciones de deshidratación química, que tienen lugar a temperaturas mucho más bajas En términos generales el carbón activado es capaz de remover impurezas orgánicas que ocasionan color, olor y sabor indeseables, además por su alta porosidad, es usado ampliamente en otras aplicaciones, por ejemplo como soporte de catalizador, en declorinacion de agua, etc. Para seleccionar el tipo de carbón mas adecuado, para una aplicación determinada, se necesita tomar en cuenta varios factores, principalmente los relacionados con el tamaño de los poros del carbón y el tipo de impureza. Para entender mejor esto, hablemos mas sobre los poros del carbón activado Todo carbón activado, puede tener tres tipos de poros, dependiendo del tamaño de los mismos: Microporos _ _ _ _ _ _ 1 - 30 Amstrongs Mesoporos _ _ _ _ _ _ 30 - 500 Amstrongs Macroporos _ _ _ _ _ _ mayores de 500 Amstrongs (Típicamente 500 – 20.000 Amstrongs) Los tres tipos de poros se encuentran en cualquier carbón activado; sin embargo dependiendo de la proporción que haya de cada uno, serán las características específicas de los mismos, por ejemplo: Un carbón en el que exista gran proporción de microporos, será un carbón con una gran área superficial, (900 m2/g o mas) que adsorbe fácilmente moléculas pequeñas. Este tipo de carbón normalmente es usado en purificación de gases. Un carbón en el que exista una mayor proporción de macroporos, tendrá una menor área superficial y no será muy bueno para purificación de gases, pero será excelente adsorbiendo moléculas de mayor tamaño, como las que provocan color en sustancias liquidas, a estos carbones se les suele llamar de fase liquida. Los carbones fabricados a partir de madera lignita, pertenecen a este grupo, mientras que los fabricados a partir de coco y carbón Bituminoso, pueden considerarse carbones de fase gaseosa.

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En un laboratorio convencional, es difícil tener el equipo necesario para medir el área superficial y el tamaño de los poros, pero existe una serie de métodos analíticos sencillos, que si bien no son exactos, si nos dan una idea bastante cercana de estos valores. Un método muy común es el número de iodo. El número de iodo da información sobre el área superficial total y mientras mayor sea, es reflejo de una mayor cantidad de poros pequeños, en la siguiente tabla, se observan valores típicos de algunos carbones en mgI2/gCA [5]. - Carbón de lignita 600 - Carbón de madera 800 - Carbón Bituminoso 1010 - Carbón de coco 1100 6.1.3 ADSORCION CON CARBON ACTIVADO Ciertos compuestos orgánicos en aguas residuales son resistentes a la degradación biológica y muchos otros son tóxicos o indeseables (sabor, olor, color) aun en bajas concentraciones. Las bajas concentraciones no son fácilmente removidas por los tratamientos convencionales. El carbón activado tiene una afinidad por los compuestos orgánicos y su uso para la remoción de estos contaminantes de algunas soluciones se ha extendido. El carbón activado lleva a cabo su misión gracias a sus propiedades de adsorción, a su estructura altamente porosa y a la gran área superficial, es un factor crítico en la adsorción que le permite eliminar y retener muchas de las impurezas del agua. Las fuerzas que mantienen ligada una molécula en la superficie pueden ser el resultado de formación de enlaces químicos, o de atracción de Van de Waals. La adsorción elimina gases, líquidos y sólidos de la solución y la velocidad de la reacción y grado de eliminación son funciones del pH, temperatura, concentración inicial, tamaño, Peso y estructura molecular [4]. 6.1.4 PROCESO DE ADSORCION Se entiende como adsorción al proceso por el cual los átomos o moléculas de una sustancia (adsorbato) se adhieren sobre la superficie de otra (adsorbente). El proceso de adsorción ocurre en fase sólido-sólido, gas-sólido, gas-líquido líquido-líquido o liquido interfase sólida.

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La adsorción con un sólido tal como el carbón es dependiente de la área superficial de el sólido. Hay dos métodos de adsorción.

• La Fisiadsorción • La Quimioadsorcion

La Fisiadsorcion: Ocurre como el resultado de las diferencias de energía y fuerzas eléctricas atractivas (débiles fuerzas de Vander Walls); la molécula del adsorbato llega físicamente a sujetarse a las moléculas del adsorbente. La reversibilidad de esta es dependiente de la solidez de las fuerzas de atracción entre el adsorbato y el adsorbente. La Quimioadsorcion: Ocurre cuando un compuesto químico es producido por la reacción entre la molécula adsorbida y el adsorbente. Este proceso es de una sola molécula e irreversible, debido a que requiere energía para formar el nuevo compuesto químico en la superficie del adsorbente y seria necesaria mas energía para ser reversible en el proceso [4]. 6.1.4.1 etapas de adsorción industrial. Comprende tres etapas bien definidas: 1. Contacto de fluido con el adsorbante generalmente un sólido. Es el momento en que se realiza la adsorción propiamente dicha. 2. La separación del complejo adsorbente-adsorbato del fluido no adsorbido. 3. La regeneración del adsorbente por separación del adsorbato; o sustitución por un producto nuevo. 6.1.4.2 Factores que afectan la adsorción son: 1. Las características físicas y químicas del adsorbente (área superficial, tamaño de poro, composición química). 2. Las características físicas y químicas del adsorbato (tamaño molécula, polaridad molecular, composición química). 3. La concentración del adsorbato en la fase liquida. 4. Las características de la fase liquida, (pH, temperatura). 5. Tiempo de residencia del sistema. Ambos métodos toman lugar cuando las moléculas en la fase liquida llegan a adherirse a la superficie del sólido como el resultado de las fuerzas atractivas de la superficie del sólido (adsorbente), venciendo la energía cinética de las moléculas contaminantes (adsorbato) en el liquido [4].

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6.1.5 Aplicación del Carbón Activado en Polvo (vent ajas y desventajas). El carbón activado en polvo es utilizado en el tratamiento de agua principalmente como un mecanismo eficaz de remoción de materia orgánica presente en el agua. En la práctica se ven muchos puntos diferentes en los que se puede aplicar. Según las condiciones del agua, la fuente y el propósito del tratamiento, se puede determinar cuál es el punto ideal para aplicar el adsorbente. Para ello es importante hacer varias consideraciones favorables y desfavorables de cada uno de los puntos posibles de aplicación [6].

Punto de Aplicación Aspectos Positivos Aspectos Negativos Toma de agua El tiempo de contacto es

prolongado y hay muy buena mezcla.

Se gasta carbón activado en adsorber sustancias que serían removidas posteriormente en el tratamiento fisicoquímico convencional, aumentando el consumo de carbón activado.

Entrada del agua cruda a la planta de tratamiento

Hay un mejor control de la dosificación de carbón activado que en el caso anterior.

Las mismas desventajas que en el caso anterior; en algunos casos se requiere de un presedimentador.

En el punto de aplicación de coagulante (mezcla rápida)

La mezcla es eficiente y el tiempo de contacto razonable; el carbón activado puede servir como semilla para la floculación, dándole peso al floc y aumentando su velocidad de sedimentación.

La rata de adsorción puede disminuir debido a la interferencia del coagulante.

El tiempo de contacto puede ser muy corto para retener algunas sustancias y puede haber encapsulamiento de las partículas de carbón activado dentro del cuerpo del floc.

Al igual que en los casos anteriores, se gasta carbón activado en adsorber sustancias que serían removidas en el proceso fisicoquímico convencional.

Entrada de los filtros El carbón activado es usado eficientemente para adsorber la materia orgánica que no fue objeto de la coagulación.

El tiempo de contacto es muy corto y la intensidad de mezcla es baja. El carbón activado podría acelerar el proceso de colmatación del lecho filtrante, acortando las carreras de filtración

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6.2 TRATAMIENTO CONVENCIONAL DE AGUA POTABLE 6.2.1 COAGULACION

La coagulación química puede definirse como un proceso unitario usado para causar la coalescencia o agregación de material suspendido no sedimentable y partículas coloidales del agua; es el proceso por el cual se reducen las fuerzas repelentes existentes entre partículas coloidales para formar partículas mayores de buena sedimentación.

La coagulación de aguas generalmente suele incluir la adición de productos químicos del tipo electrolitos hidrolizantes o poliméricos.

6.2.2 pH OPTIMO PARA COAGULACION El valor de pH es uno de los factores de mayor importancia y efecto sobre el proceso de coagulación; de acuerdo con Haney el pH afecta la solubilidad de los precipitados formados por el hierro y el aluminio, así como el tiempo requerido para formación de floc y la carga sobre las partículas coloidales. El pH optimo para la remoción de coloides negativos varían según la naturaleza del agua, pero usualmente cae entre pH 5.0 a 6.5 [2]. 6.2.3 COAGULANTES En general, podemos decir que los coagulantes son aquellos compuestos de hierro o aluminio capaces de formar un floc y que pueden efectuar coagulación al ser añadidos al agua. Por otra parte, ayudas de coagulación, en realidad no actúan como tales en la coagulación sino en la floculación generando un floc mas pesado. Los productos químicos que se utilizan normalmente en la coagulación son la alúmina (sulfato de aluminio), cloruro férrico, aluminato de sodio, sulfato ferroso y cal. La alúmina es el coagulante de uso mas extendido. Entre las ayudas de coagulación se incluyen el cloruro de magnesio, el aluminato de sodio, la sílice activa, el almidón y gran numero de polielectrolitos de masa molecular alta [2]. 6.2.3.1 Acción de coagulantes metálicos: La acción de los coagulantes es muy compleja, comprendiendo la disolución de la sal, la formación de compuestos hidroxi-oxido complejos de metal que pueden tener cargas muy elevadas y el atrapamiento de partículas individuales en el precipitado químico formado. Los procesos que tienen lugar son muy complejos y pueden describirse de la siguiente manera:

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1. Disolución

Al2 (SO4)3 ➾ 2Al (H2O)6+3 + 3SO4

-2

2. Hidrólisis

Al (H2O)6+3 + H2O ⇨⇨⇨⇨ Al (H2O) 5OH+2 + H+

Al (H2O) 5OH+2 + H2O ⇨⇨⇨⇨ Al (H2O)4 (OH)2+1 + H+

Al (H2O)4 (OH)2+1 + H2O ⇨⇨⇨⇨ Al (H2O)3 (OH)3 + H+

Al (H2O)3 (OH)3 + H2O ⇨⇨⇨⇨ Al (H2O)2 (OH)4- + H+

3. polimerización: Los productos de la hidrólisis se combinan formando una diversidad de moléculas como.

Al6 (OH) 15+3

Al7 (OH) 17+4

Al68 (OH) 20

+4

Al13 (OH) 34

+5

Con una estructura molecular de la forma OH H2O OH H2O OH H2O H H H H H H H O O O O O O O (H2O)4 Al Al Al Al Al Al Al Al (H2O)4 O O O O O O O H H H H H H H H2O OH H2O OH H2O OH

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El efecto neto de la adición de un coagulante metálico parece ser la formación de partículas de gran tamaño, insolubles y de carga positiva y la producción de ión hidrogeno libre a partir del agua que interviene en la hidrólisis. Este proceso tan complejo se suele representar por medio de la siguiente ecuación simplificada:

Al2 (SO4)3 + 6H2O ⇨⇨⇨⇨ 2Al (OH)3 + 3H2SO4

Las especies poliméricas formadas y la efectividad de la coagulación depende del pH y la cantidad de coagulante que se aplique. Para cualquier agua existe un intervalo de pH y una dosis de coagulante optimo [2]. 6.2.4 SULFATO DE ALUMINIO (alumbre) El sulfato de aluminio es el coagulante estándar usado en tratamiento de aguas. El producto comercial tiene usualmente la formula Al (SO4)3. 14H2O. Cuando se añaden soluciones de sulfato de aluminio al agua, las moléculas se disocian en Al+++ y SO4=. El Al+++ puede combinarse con coloides cargados negativamente para neutralizar parte de la carga de la partícula coloidal,

Al+++ + ➾ Al El Al+++ puede también combinarse con los OH- del agua para formar hidróxido de aluminio.

Al+++ + 3OH- = Al (OH)3

Y

Al (OH)3 + iones positivos ➾ {Al (OH)3}+

Este hidróxido de aluminio es de carácter coloidal, ya que absorbe iones positivos en solución para formar un sol cargado positivamente. Dicho sol cargado positivamente neutraliza la carga de los coloides negativos y ayuda a completar la aglomeración de los coloides negativos. {Al (OH)3}+ + ➾ Al (OH)3

coloide coloide

coloide coloide

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Casi siempre se forma un exceso de sol de hidróxido de aluminio y su destrucción y precipitación se logra mediante los iones sulfato y otros iones negativos presentes en el agua.

Al (OH)3}+ SO4

= ➾ Al (OH)3 ↓ + sulfatos adsorbidos Los cationes metálicos reaccionan inmediatamente con el agua para formar iones acuimetalicos e hidrogeno; los aniones permanecen libres o combinados con otros cationes. Con el alumbre ocurren las siguientes reacciones:

Al+++ + H2O = Al (OH) ++ + H+

Al+++ + 2H2O = Al (OH)2

+ + 2H+

7Al+++ + 17H2O = Al7 (OH) 17

++++ + 17H+

Al+++ + 3H2O = Al (OH)3 + 3H+

Los iones acuimetalicos son adsorbidos por el coloide negativo y neutralizan su carga superficial permitiendo la coagulación. La coagulación por adsorcion y neutralización de la carga es posiblemente el fenómeno predominante en soluciones de alta concentración de coloides. Los coloides pueden ser barridos por los flocs formados, al ser entrapados dentro de ellos durante la floculación y sedimentación; en otras palabras, los precipitados de Al (OH)3 entrapan los coloides efectuando una coagulación de barrido, la cual predomina en algunas soluciones de concentración coloidal baja. Debe tenerse en cuenta sin embargo, que si se sobredosifica el coagulante, el fenómeno puede revertirse y resurgir el coloide negativo causando nuevamente el problema de turbiedad y color. El sulfato de aluminio debe distribuirse a través de toda la masa de agua rápidamente, con el fin de que se logre el contacto con todas las partículas coloidales antes de que se presente la formación de las especies menos deseables La dosis de alumbre varia normalmente entre 5 a 50 mg/L para aguas naturales. Comúnmente el pH efectivo para coagulación con alumbre es de 5.5 a 8.0 y se prefiere para tratar aguas superficiales de buena calidad por ser el único químico necesario para la coagulación [2].

40

6.2.5 MEZCLA RAPIDA La mezcla rápida es una operación empleada en el tratamiento del agua con el fin de dispersar diferentes sustancias químicas. En plantas de purificación de agua el mezclador rápido tiene generalmente el propósito de dispersar rápida y uniformemente el coagulante a través de toda la masa o flujo de agua. La mezcla rápida puede efectuarse mediante turbulencia, provocada por medios hidráulicos o mecánicos, tales como: resaltos hidráulicos en canales, canaletas parshall, vertederos rectangulares, tubería de succión de bombas, mezcladores mecánicos en línea, rejillas difusoras, chorros químicos y tanques con equipo de mezcla rápida. Los tiempos de retención para la mezcla rápida son tan cortos como 30 a 60 segundos [8]. 6.2.6 FLOCULACION Floculación se refiere a la aglomeración de partículas coaguladas en partículas floculentas; es el proceso por el cual, una vez desestabilizados los coloides, se provee una mezcla suave de las partículas para incrementar la tasa de encuentros o colisiones entre ellas sin romper o disturbar los agregados preformados. De la misma manera que la coagulación, la floculación es influenciada por fuerzas químicas y físicas tales como la carga eléctrica de las partículas, la capacidad de intercambio, el tamaño y la concentración del floc, el pH, la temperatura del agua y la concentración de los electrolitos. En la floculación, una vez introducido y mezclado el coagulante, las partículas diminutas coaguladas son puestas en contacto una con otra y con las demás partículas presentes, mediante agitación lenta prolongada, floculación, durante la cual las partículas se aglomeran, incrementan su tamaño y adquieren mayor densidad. El floculador es, por lo tanto, un tanque con algún medio de mezcla suave y lenta, con un tiempo de retención relativamente prolongado, generalmente de 10 a 30 minutos [7]. 6.2.7 SEDIMENTACION La sedimentación es la operación por la cual se remueven las partículas sólidas de una suspensión mediante la fuerza de gravedad. Dos son las formas de sedimentación usadas en la purificación del agua: sedimentación simple y sedimentación después de coagulación y floculación o ablandamiento. La sedimentación simple es generalmente un tratamiento primario para reducir la carga de sólidos sedimentables antes de la coagulación; en esos casos se le conoce como presedimentacion.

41

La sedimentación después de la adición de coagulantes y de la floculación se usa para remover los sólidos sedimentables que han sido producidos por el tratamiento químico, como en el caso de remoción de color y turbiedad o en el ablandamiento con cal [7]. 6.2.8 FILTRACION La filtración remueve el material suspendido, medido en la práctica como turbiedad, compuesto de floc, suelo, metales oxidados y microorganismos. Aunque cerca del 90% de la turbiedad y el color son removidos por la coagulación y la sedimentación, una cierta cantidad de floc pasa al tanque de sedimentación y requiere su remoción, por ello, para lograr la clarificación final se usa la filtración a través de medios porosos; generalmente dichos medios son arena o arena y antracita. El propósito principal de la filtración es remover la turbiedad e impedir la interferencia de la turbiedad con la desinfección, al proveer protección a los microorganismos de la acción del desinfectante [8]. 6.3 ENSAYO DE JARRAS

El ensayo de jarras en uno de los más importantes en el control del proceso de coagulación química de agua. Este también tiene otros propósitos:

- Selección del tipo de coagulación más efectivo.

- Determinación del pH optimo de coagulación.

- Evaluación de la dosis optima de coagulante.

- Determinación de la dosis de ayudante de coagulación.

- Determinación del orden más efectivo de adición de los diferentes productos químicos.

- Determinación de los niveles óptimos de mezcla, gradiente de velocidad y tiempo de mezcla.

- Evaluación de la necesidad de proveer floculación y sedimentación previa a la filtración o factibilidad de filtración directa.

El ensayo de jarras ha sido ampliamente usado; sus resultados tienen gran aplicabilidad en el diseño y la operación real de las unidades de tratamiento, así como en la optimización de plantas existentes. El procedimiento requiere como datos previos los valores de pH, turbiedad, color y alcalinidad del agua cruda.

La unidad de mezcla típica consiste en una serie de agitadores de paletas acoplados mecánicamente para operar a la misma velocidad, generalmente entre

42

10 a 300 RPM. Como jarras de coagulación se recomienda, jarras rectangulares de 1 a 2 litros en acrílico transparente [9].

6.3.1 PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA PAR A EL ENSAYO DE JARRAS.

El hecho de que la Prueba de Jarras sea una actividad rutinaria en la operación de las plantas de tratamiento, no significa que pueda realizarse con descuido, lo que desafortunadamente suele se común.

En una prueba de jarras deben tersen las siguientes precauciones:

- Respecto a las soluciones:

Deben prepararse todos los días con el producto que se va a aplicar.

- Respecto al volumen de las Jarras :

Medir el volumen cuidadosamente, todos los vasos deben contener el mismo volumen. Mejores resultados se obtienen con volúmenes mayores, en lo posible de dos litros.

- Respecto de la temperatura:

La prueba debe realizase a la misma temperatura del agua en la planta de tratamiento.

- Respecto a la adición de coagulantes:

Los coagulantes deben suministrarse en el mismo orden en que se agregan en la planta de tratamiento y simultáneamente todas las jarras.

- Respecto de la velocidad de rotación:

Se debe tratar de encontrar una energía de agitación que produzca un resultado comparable al de la planta, aunque como ya se dijo antes, nunca podrá ser comparable con el efecto de los mezcladores y floculadores.

- Respecto a la forma de hacer el ensayo:

Los recipientes (vasos baldes) en los cuales se van a tomar las muestras deben lavarse previamente con la misma agua que se va a utilizar en el ensayo.

- Respecto al tiempo de agitación:

Se deben conocer los tiempos de agitación, floculación y sedimentación de la planta para determinarlos para el ensayo. Evitar que las manos, y los elementos que se van a utilizar en el ensayo alteren las condiciones físico-químicas de los materiales y equipos que se van a utilizar (frascos, pipetas, etc.) [9].

43

6.4 GRAFICAS DE CONTROL W.A. Shewhart, de los laboratorios de la Bell Telephone, fue el primero en proponer, en 1924, una grafica de control con el fin de eliminar una variación anormal, distinguiendo las variaciones debidas a causas asignables de aquellas debidas a causas al azar. Una grafica de control consiste en una línea central, un par de limites de control, uno de ellos colocado por encima de la línea central y otro por debajo, y en unos valores característicos registrados en la grafica que representa el estado de proceso. Si todos los valores ocurren dentro de los limites de control, sin ninguna tendencia especial, se dice que el proceso esta en estado controlado. Sin embargo, si ocurre por fuera de los límites de control o muestran una forma peculiar, se dice que el proceso esta fuera de control [10]. 6.4.1 Causas debidas al azar: Las variaciones debidas al azar son inevitables en el proceso, aun si la operación se realiza usando materia prima y métodos estandarizados. 6.4.2 Causas asignables: La variación debida a causas asignables significa que hay factores significativos que pueden ser investigados. Es evitable y no se puede pasar por alto: Hay casos causados por la no aplicación de ciertos estándares o por la aplicación de estándares inapropiados. Cuando los puntos se ubican por fuera de los limites de control muestran una tendencia particular, decimos que el proceso esta fuera de control, y esto equivale a decir, “Existen variaciones por causas asignables y el proceso esta en un estado de descontrol”. Para controlar un proceso, se requiere poder predecir el resultado dentro de un margen de variación debido al azar [10]. 6.5 GRAFICO DE CONTROL PARA MEDIDAS INDIVIDUALES Valor continuo-valor medio: Cuando los datos de un proceso se registran durante intervalos largos o los subgrupos de datos no son efectivos, se grafica cada dato individualmente y esa grafica puede usarse como grafica de control. Debido a que no hay subgrupos el valor R no puede calcularse, se usa el rango móvil Rs de datos sucesivos para el cálculo de los límites de control X [10]. Método de los rangos móviles: Consiste en agrupar n medidas individuales consecutivas para formar un grupo de datos que permita medir el rango o recorrido. Una vez tomado el primer grupo constituido por las primeras n medidas individuales, se forma un nuevo grupo de datos incorporados al grupo anterior una nueva medición y eliminando la mas antigua [11].

44

Para los gráficos de control se tiene en cuenta las siguientes ecuaciones: Limites de control superior: LCs = X + A2 Rs

Línea central: LC = X Limite de control inferior: LCi = X – A2 Rs Tamaño del subgrupo n = 2 por lo tanto A2 = 1.88

45

6.6 MARCO GEOGRAFICO 6.6.1 Mapa de ubicación de la planta de tratamiento Aguas y Aguas de Pereira.

6.6.1.1 Coordenadas de la planta de tratamiento Agu as y Aguas de Pereira: 4°48’19.14” N 75°40’26.79” W [13]

Ubicación del proyecto

Planta de potabilización,

sector de “Canceles”

46

7. GLOSARIO ABSORCION: mezcla o interpenetración de dos sustancias. En la absorción, las moléculas de la sustancia adsorbida penetran en todo el volumen del sólido o líquido adsorbente. ACIDEZ: la acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases. ADSORCIÓN: hace referencia a la adhesión de los átomos, iones o moléculas de un gas o de un líquido (adsorbato) a la superficie de un sólido o líquido (adsorbente). En los sólidos porosos o finamente divididos la adsorción es mayor debido al aumento de la superficie expuesta.

AGUA CRUDA: es aquella que no ha sido sometida a proceso de tratamiento.

AGUA POTABLE: es aquella que por reunir los requisitos organolépticos, físicos, químicos y microbiológicos, en las condiciones señaladas en el decreto 475 de 1998, puede ser consumida por la población humana sin producir efectos adversos a su salud. ALCALINIDAD: la alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar ácidos. ANALISIS FISICO-QUIMICO: son pruebas de laboratorio que se efectúan a una muestra para determinar sus características físicas, químicas o ambas. ANÁLISIS ORGANOLÉPTICO: este análisis se refiere a olor, sabor y percepción visual de sustancias y materiales flotantes o suspendidos en el agua.

CALIDAD DEL AGUA: es el conjunto de características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas propias del agua.

CARBON ACTIVADO (C.A.): posee una estructura muy porosa y se utiliza comúnmente para quitar la materia orgánica y los gases disueltos en el agua.

CARGAS ELECTRICAS: la carga de un ión, establecida por su número de electrones.

COAGULACION: desestabilización de partículas coloidales por la adición de un reactivo químico, llamado coagulante. Esto ocurre a través de la neutralización de las cargas.

COAGULANTE: partículas líquidas en suspensión que se unen para crear partículas con un volumen mayor.

COLOIDE: material de muy pequeño tamaño, en el rango de 10-5 a 10-7 de diámetro.

CONTAMINACION DEL AGUA: es la alteración de sus características organolépticas, físicas, químicas, radiactivas y microbiológicas, como resultado de las actividades humanas o procesos naturales, que producen o pueden producir rechazo, enfermedad o muerte al consumidor.

DOSIFICACION: acción mediante la cual se suministra una sustancia química al agua.

ENSAYO DE TRATABILIDAD: son los estudios efectuados a nivel de laboratorio o de planta piloto, a una fuente de abastecimiento específica, para establecer el potencial de aplicación de un proceso de tratamiento.

FILTRACION: Proceso que consiste en separar las partículas y microorganismos, que no han quedado retenidos en los procesos de coagulación y sedimentación.

FLOCULACION: proceso de mezclado lento por el cual las partículas coloidales desestabilizadas se ponen en contacto entre si y se favorece la formación de aglomerados.

MEZCLA LENTA: agitación suave del agua con los coagulantes, con el fin de obtener una buena formación del floc.

MEZCLA RAPIDA: agitación brusca que permite producir una dispersión rápida de un producto químico en una cantidad de agua.

MEZCLADO: sirve para conseguir una rápida dispersión de los productos químicos en el agua cruda y requiere un alto grado de turbulencia y de disipación de energía.

PLANTA DE TRATAMIENTO: es el conjunto de obras, equipos y materiales necesarios para efectuar los procesos que permitan cumplir con las normas de calidad del agua potable.

PLANTA PILOTO: es el modelo que permite simular operaciones, procesos y condiciones hidráulicas de la planta de tratamiento utilizando para este efecto el agua de la fuente de abastecimiento.

SEDIMENTACION: proceso que realiza la separación de los sólidos más densos que el agua y que tiene una velocidad de caída tal que pueden llegar al fondo del tanque sedimentador en un tiempo determinado

48

SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO (SAL.): coagulante estándar utilizado en el tratamiento de aguas.

TRATAMIENTO: es el conjunto de operaciones y procesos que se realizan sobre el agua cruda, con el fin de modificar sus características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas, para hacerla potable.

TURBIDEZ: la propiedad óptica de una suspensión que hace que la luz sea reemitida y no transmitida a través de la suspensión. La turbidez en un agua puede ser causada por una gran variedad de materiales en suspensión, que varían en tamaño desde dispersiones coloidales hasta partículas gruesas.

49

PPRRIIMMEERRAA FFAASSEE

8. PRIMERA FASE: ENSAYOS DE TRATABILIDAD

8.1 PROMEDIO DE PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICO DE ENSAYO S DE JARRAS REALIZADOS POR TRIPLICADO CON DIFERENTES DOS IS DE SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO (SAL) DE FORMA INDIVIDU AL. Ensayo Nº 1 Tabla 1. Resultados de parámetros físico-químicos i niciales del agua cruda.

TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

5.3

7.59

62

0.0247 Tabla 2. Resultados de parámetros físico-químicos , luego de realizar el ensayo de jarras con SAL.

[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

22

2.4

6.88

21

0.0083

24

1.7

6.94

27

0.0107

26

3.2

6.81

29

0.0115

28

1.7

6.78

27

0.0107

30

3.2

6.78

28

0.0111

32

4.2

6.82

28

0.0111

51

Ensayo Nº 2 Tabla 3. Resultados de parámetros físico-químicos i niciales del agua cruda.

TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

5.4

7.67

67

0.0267 Tabla 4. Resultados de parámetros físico-químicos, luego de realizar el ensayo de jarras con SAL.

[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

44

3.2

6.76

38

0.0151

48

2.4

6.67

25

0.0099

52

2.8

6.61

31

0.0123

56

2.0

6.43

22

0.0087

60

1.2

6.31

15

0.0059

64

1.5

6.29

18

0.0071

52


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

2.2

7.65

25

0.0099

Tabla 6. Resultados de parámetros físico-químicos, luego de realizar el ensayo de jarras con SAL.

[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

16

2.0

7.28

25

0.0099

18

2.0

7.21

26

0.0103

20

1.9

7.24

24

0.0095

22

2.1

7.19

25

0.0099

24

2.1

7.17

24

0.0095

26

2.3

7.15

24

0.0095

53


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

2.3

7.68

29

0.0115


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

28

2.2

7.04

27

0.0107

30

2.1

6.98

28

0.0111

32

2.0

6.99

17

0.0067

34

1.1

6.97

15

0.0059

36

0.9

6.96

11

0.0043

38

0.9

6.95

5

0.0019

54


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

2.0

7.85

19


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

44

0.9

6.76

3

0.0011

46

0.9

6.79

1

0.0003

48

0.8

6.74

0

0.0000

50

0.8

6.70

0

0.0000

52

0.7

6.68

0

0.0000

54

0.8

6.64

0

0.0000

55

Ensayo Nº 6 Tabla 11. Resultados de parámetros físico-químicos iniciales del agua cruda.

TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

5.0

7.85

80


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

56

0.9

6.95

1

0.0003

58

0.7

6.93

0

0.0000

60

0.7

6.90

0

0.0000

62

0.6

6.89

1

0.0003

64

0.7

6.85

0

0.0000

66

0.7

6.81

0

0.0000

56


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

4.8

7.64

65


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

34

1.7

6.91

21

0.0083

36

1.9

6.88

25

0.0099

38

1.7

6.87

24

0.0095

40

1.4

6.85

19

0.0075

42

1.3

6.81

18

0.0071

44

1.6

6.79

10

0.0039

57


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

4.5

7.80

76


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

68

0.7

7.01

0

0.0000

70

0.6

6.99

0

0.0000

72

0.7

6.97

1

0.0003

74

0.6

6.92

2

0.0007

76

0.6

6.91

2

0.0007

78

0.6

6.89

1

0.0003

58


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

5.2

7.55

56


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

38

1.5

6.90

20

0.0079

40

1.9

6.85

18

0.0071

42

1.6

6.81

18

0.0071

44

1.7

6.80

16

0.0063

46

1.4

6.80

14

0.0055

48

1.6

6.78

12

0.0047

59


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

99.9

7.33

550


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435 nm)

48

1.3

6.69

14

0.0055

50

0.8

6.66

11

0.0043

52

1.4

6.62

6

0.0023

54

0.9

6.55

6

0.0023

56

0.7

6.52

5

0.0019

58

0.7

6.44

3

0.0011

60


TURBIEDAD UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

3.5

7.71

30

0.0119


[ ] SAL (mg/L)

TURBIEDAD

UNT

pH

COLOR UPC

COLOR ABS

(435nm)

40

0.8

7.04

5

0.0019

42

1.2

7.02

6

0.0023

44

1.2

7.00

9

0.0035

46

0.5

6.99

5

0.0019

48

0.8

6.92

3

0.0011

50

0.9

6.90

4

0.0015

61

8.1.1 CONCLUSION Para los ensayos de tratabilidad que se realizaron para sulfato de aluminio líquido (SAL) de forma individual se tomaron dosis 16 ppm a 78 ppm, rango de operación efectuado en la planta de tratamiento, con el fin conocer la forma en como trabajan las diferentes dosis de sulfato de aluminio liquido en el agua cruda del Rió otún. Estos ensayos de jarras que se efectuaron con sulfato de aluminio líquido (SAL), permitieron verificar el rango de operación con que se ejecuta el tratamiento de potabilizacion; para determinar unas dosis de concentración reducidas las cuales fueron de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, para mezclar con carbón activado (CA) en polvo. 8.2 ENSAYOS DE JARRAS REALIZADOS PARA LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO EN POLVO CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO. Para los ensayos de jarras que se realizaron, con carbón activado (CA) en polvo en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL), se tomaron dosis para carbón activado de 0.1 ppm a 0.6 ppm; ya que este insumo normalmente es dosificado 1 ppm a 4 ppm, de forma individual; las dosis de sulfato de aluminio liquido fueron tomadas de los ensayos anteriores, tomando un rango para esta mezcla de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm. Los resultados de estos ensayos de tratabilidad se encuentran en la segunda fase integrados junto con el análisis estadístico.

62

SSEEGGUUNNDDAA FFAASSEE

63

9. SEGUNDA FASE: RESULTADOS EXPERIMENTALES, ANALISI S DE GRAFICOS DE CONTROL Y ALUMINIO RESIDUAL PARA LA MEZ CLA DE CARBON ACTIVADO Y SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO.

Tabla 23. Resultados de parámetros físico-químico iniciales del agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.1 ppm d e carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

pH

TEMPERATURA

(°C)

COLOR ABS (435 nm)

TURBIEDAD UNT

1

7,78 18,6 0.0183 4,4

2

7,82 19,0 0.0127 3,0

3

7,87 19,2 0.0119 2,6

4

7,75 18,0 0.0123 2,6

5

7,86 19,5 0.0107 2,1

6

7,88 19,8 0.0115 2,2

7

7,79 18,9 0.0167 3,8

8

7,91 20,3 0.0143 2,7

64

Tabla 24. Resultado de datos para el grafico de co ntrol para la remoción de color con 0.1 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato aluminio liquido (SAL).

NUMERO

X1

X2

X

RS

1

0,0010

0,0000 0,0005 0,0010

2 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010 3 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010 4 0,0040 0,0030 0,0035 0,0010 5 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000 6 0,0030 0,0020 0,0025 0,0010 7 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000 8 0,0030 0,0020 0,0025 0,0010

0,0160 0,0060

65

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0160/8 = 0.0020 Rs = 0.0060/8 = 0.0008 Limite de control superior: LCs = X + 1.88 Rs

LCs = 0.0020 + (1.88) (0.0008) = 0.0035

Línea Central: LC = X LC = 0.0020 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88 Rs

LCi = 0.0020 - (1.88) (0.0008) = 0.0005

66

67

9.1 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.1 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO DE 40 PPM. Para los ensayos realizados de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm en mezcla con sulfato de aluminio liquido (SAL) en dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm se obtuvo la gráfica con carbón activado (CA) de 0.1 ppm en mezcla con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, ya que esta gráfica trata de mantenerse bajo control entre los limites establecidos. En el grafico de control los ensayos 1, 2 y 3 se ubican debajo de la línea central en forma ascendente, para el ensayo 4 este se encuentra tocando el limite de control superior (LCs) que tiene una absorbancia de 0.0035, ocasionando que el grafico este fuera de control. En los siguientes ensayos realizados 5, 6, 7 y 8 estos se mantienen muy cerca de la línea central que es de 0.0020 en ABS, manteniéndose bajo control.

9.1.1 CONCLUSION

La gráfica para carbón activado de 0.1 ppm con sulfato de aluminio de 40 ppm trata de mantener control entre los limites establecidos, por lo tanto estadísticamente este gráfico no tiene un control ya que nos arroja muchos errores dentro del análisis estadístico, pero al compararla con el limite de control de color (LCc) el cual es establecido por el decreto 475 de 1998 para potabilizacion de agua, que tiene una absorbancia de 0.0059 (15 UPC) de color; este limite de control de color (LCc) nos permite observar que los análisis efectuados nos dan resultados muy por debajo de este limite, lo que quiere decir que el gráfico de control de carbón activado (CA) de 0.1 ppm en mezcla con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, permite que el proceso de tratamiento de agua este bajo control según el limite de control de color (LCc) y cumpla eficazmente con el decreto 475.

68

Tabla 25. Datos del análisis de aluminio residual, para carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

[ ] SAL (mg/L)

[ ] ALUMINIO RESIDUAL (mg/L)

40

0.0950

42

0.0108

44

0.0770

46

0.0650

48

0.0530

50

0.0370

LCAr = Limite de control de aluminio residual (establecido según decreto 475 de 1998)

69

70

9.1.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.1 PPM Para la dosis de carbón activado (CA) de 0.1 ppm con diferentes dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, se observa que hay un buen control de aluminio residual ya que la mas alta concentración es de 0.0950 mg/L que es la de 40 ppm de sulfato de aluminio liquido; lo que indica que el aluminio esta controlado ya que lo máximo permisible por el decreto 475 es de 0.2000 mg/L de aluminio residual (Ar).

71


NUMERO

pH

TEMPERATURA

(°C)

COLOR ABS

(435 nm) TURBIEDAD UNT

17 7,78 18,6 0.0183 4,4

18 7,82 19,0 0.0127 3,0

19 7,87 19,2 0.0119 2,6

20 7,75 18,0 0.0123 2,6

21 7,86 19,5 0.0107 2,1

22 7,88 19,8 0.0115 2,2

23 7,79 18,9 0.0167 3,8

24 7,91 20,3 0.0143 2,7

72

Tabla 27. Resultados de datos para el grafico de c ontrol para la remoción de color con 0.2 ppm de carbón activado (CA) en pol vo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL ).

NUMERO

X1

X2

X

RSSSS

17 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

18 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

19 0,0010 0,0030 0,0020 0,0020

20 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000

21 0,0030 0,0010 0,0020 0,0020

22 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000

23 0,0020 0,0030 0,0025 0,0010

24 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

0,0135 0,0070

73

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0135/8 = 0.0017 Rs = 0.0070/8 = 0.0009 Limite de control superior: LCs = X + 1.88Rs

LCs = 0.0017 + (1.88) (0.0009) = 0.0034

Línea Central: LC = X LC = 0.0017 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88Rs

LCi = 0.0017 - (1.88) (0.0009) = 0.0000

74

75

9.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.2 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO DE 40 PPM. En los ensayos realizados para carbón activado (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) con diferentes dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, se obtuvo la gráfica de carbón activado (CA) de 0.2 ppm con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Este gráfico tiene 8 ensayos de los cuales el ensayo 1 se encuentra tocando el limite de control inferior (LCi) que es 0 en ABS, y los ensayos del 2 al 8 se encuentran muy cerca de la línea central (LC) que tiene un color medido en absorbancia de 0.0017 ABS, tratando de mantener un control en el proceso de tratamiento del agua dentro de los limites de control establecidos durante, el proceso de tratamiento de agua.

9.2.1 CONCLUSION El gráfico de control para carbón activado (CA) de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, arroja resultados no muy variables en la gráfica para los ensayos del 2 al 8 ya que estos permanecen casi constantes y muy cerca de el limite central, para el ensayo 1 este se encuentra en el limite de control inferior (LCi) lo que se podría analizar estadísticamente que este gráfico de control no es bueno y que el proceso de tratamiento del agua no esta teniendo un control sobre este; pero analizándolo según el decreto 475, este nos muestra que el proceso es muy bueno ya que los resultados de los ensayos se muestran muy por de bajo del limite de control de color que tiene una absorbancia de 0.0059 (15 UPC), que es la absorbancia permisible para potabilizacion de agua, por lo tanto para el ensayo 1 seria un resultado del 100 por ciento valido según el decreto ya que en este caso el agua no tiene color alguno.

76


[ ] SAL (mg/L)


40

0.0880

42

0.0840

44

0.0182

46

0.0700

48

0.0550

50

0.0180


77

78

9.2.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.2 PPM. Se observa que para la dosis de carbón activado (CA) de 0.2 ppm, el aluminio residual (Ar) es muy bueno ya que la concentración mayor es de 0.0880 mg/L para 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL), por lo tanto esta concentración es permisible en el agua potable, ya que esta se encuentra por debajo de 0.2000 mg/L que es la concentración máxima establecida por el decreto 475.

79


NUMERO

pH

TEMPERATURA

(°C) COLOR ABS

(435 nm) TURBIEDAD UNT

25 7,78 18,6 0.0183 4,4

26 7,82 19,0 0.0127 3,0

27 7,87 19,2 0.0119 2,6

28 7,75 18,0 0.0123 2,6

29 7,86 19,5 0.0107 2,1

30 7,88 19,8 0.0115 2,2

31 7,79 18,9 0.0167 3,8

32 7,91 20,3 0.0143 2,7

80

Tabla 30. Resultado de datos para el grafico de co ntrol para la remoción de color con 0.3 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

X1

X2

X

RSSSS

25 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

26 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

27 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

28 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

29 0,0040 0,0020 0,0030 0,0020

30 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000

31 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

32 0,0010 0,0040 0,0025 0,0030

0,0140 0,0080

81

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0140/8 = 0.0018 Rs = 0.0080/8 = 0.0010 Limite de control superior: LCs = X + 1.88RS

LCs = 0.0018 + (1.88) (0.0010) = 0.0037

Línea Central: LC = X LC = 0.0018 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88RS

LCi = 0.0018 - (1.88) (0.0010) = - 0.0001 = 0

82

83

9.3 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.3 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO DE 40 PPM. Para el grafico de control de carbón activado (CA) de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, el mejor grafico se obtuvo para sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, permitiendo obtener 8 muestras. En los ensayos del 1 al ensayo 4 estos se mantiene debajo y muy cerca de la línea central (LC), los ensayos 5, 6 y 8 están por encima de la línea central (LC) y la muestra 7 esta debajo de la línea central (LC), en estos ultimas 4 ensayos se puede observar un movimiento ascendente, descendente y nuevamente ascendente lo que muestra un buen control del grafico. 9.3.1 CONCLUSION En el grafico para carbón activado (CA) de 0.3 ppm en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL) de 40 ppm, nos arroja valores muy aceptables estadísticamente ya que estos ensayos se mantiene bajo control, dentro de los límites establecidos estadísticamente y tratan de mantenerse cerca del límite central, lo que nos muestra un buen control en el tratamiento. En este grafico de control también podemos observar el limite de control de color que tiene una absorbancia de 0.0059 (15 UPC) el cual es el limite permisible por el decreto 475 de 1998 para potabilizacion de agua. Se puede ver que está muy por encima de la mayor absorbancia que es el ensayo 5 con 0.0030 en absorbancia; lo que indica que los ensayos realizados, tienen una buena calidad de agua.

84


[ ] SAL (mg/L)


40

0.0890

42

0.0870

44

0.0132

46

0.0800

48

0.0600

50

0.0390


85

86

9.3.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.3 PPM. Para el grafico de aluminio residual (Ar) para carbón activado (CA) en polvo de 0.3 ppm en mezcla con sulfato de aluminio liquido (SAL) con diferentes dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm; tenemos que el aluminio residual (Ar) da muy buenos resultados, ya que este se mantiene por de bajo de la concentración máxima permitida por el decreto 475 que es de 0.2000 mg/L.

87

Tabla 32. Resultado de parámetros físico-químico i niciales del agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.4 ppm d e carbón activado (CA) en polvo con 46 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

pH

TEMPERATURA (°C)

COLOR ABS (435nm)

TURBIEDAD UNT

33 7,74 19,9 0.0119 2,9

34 7,68 20,1 0.0115 2,8

35 7,52 19,6 0.0095 2,0

36 7,50 20,1 0.0239 4,9

37 7,47 20,6 0.0227 3,4

38 7,45 20,0 0.0215 3,5

39 7,47 18,9 0.0207 3,7

40 7,44 20,6 0.0099 2,1

88

Tabla 33. Resultados de datos para el grafico de c ontrol para la remoción de color con 0.4 ppm de carbón activado (CA) en pol vo con 46 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

X1

X2

X

RSSSS

33 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000

34 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

35 0,0040 0,0060 0,0050 0,0020

36 0,0000 0,0010 0,0005 0,0010

37 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

38 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

39 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

40 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

0,0130 0,0060

89

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0130/8 = 0.0016 Rs = 0.0060/8 = 0.0008 Limite de control superior: LCs = X + 1.88RS

LCs = 0.0016 + (1.88) (0.0008) = 0.0031

Línea Central: LC = X LC = 0.0016 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88RS

LCi = 0.0016 - (1.88) (0.0008) = 0.0001

90

91

9.4 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.4 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO DE 46 PPM. En los ensayos realizados para carbón activado (CA) de 0.4 ppm en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL) en dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, el grafico escogido fue de 46 ppm de sulfato de aluminio líquido (SAL). Para este grafico con 8 ensayos realizados tenemos que los ensayos 1, 2, 5, 6 y 7 se encuentran muy cerca de la línea central (LC), el ensayo 3 se encuentra fuera del limite de control superior (LCs) con una absorbancia de 0.0050, el ensayo 8 se encuentra por fuera del limite inferior (LCi) con una absorbancia de 0 y el ensayo 4 se muestra muy cercano al limite de control inferior (LCi), por lo tanto este grafico no arroja un buen control estadístico. 9.4.1 CONCLUSION En este grafico de control de carbón activado (CA) de 0.4 ppm en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL) de 46 ppm, se puede observar que no se encuentra bajo control estadísticamente ya que el ensayo 3 se encuentra por fuera de límite de control superior (LCs) y el ensayo 8 se encuentra fuera del límite de control inferior (LCi), en conclusión el grafico no arroja un buen control estadístico. Pero si el grafico de control se mira según el limite de control de color (LCc) que tiene una absorbancia de 0.0059 (15 UPC), que es la establecida por el decreto 475 para potabilizacion de agua, permite observar que el grafico de control es bueno, ya que el ensayo 3 que tiene la absorbancia mayor en el grafico que es de 0.0050, no sobre pasa el limite de control de color (LCc); lo que significa que el agua puede usarse en potabilizacion para obtener un buena calidad del producto respecto al color.

92


[ ] SAL (mg/L)


40

0.0370

42

0.0640

44

0.0680

46

0.0590

48

0.0590

50

0.0620


93

94

9.4.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.4 PPM En este grafico de aluminio residual (Ar) para carbón activado (CA) de 0.4 ppm, se observa que las concentraciones de las diferentes dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL), son muy bajas con una concentración mínima de 0.0370 mg/L y una concentración máxima de 0.0680mg/L; concentraciones que no exceden a la máxima concentración permisible de 0.2000 mg/L según el decreto 475.

95

Tabla 35. Resultados de parámetros físico-químico i niciales del agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.5 ppm d e carbón activado (CA) en polvo con 42 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

pH

TEMPERATURA (°C)

COLOR ABS (435nm)

TURBIEDAD UNT

41 7,49 18,2 0.0171 2,2

42 7,51 19,5 0.0163 2,8

43 7,31 19,4 0.0131 2,3

44 7,53 19,1 0.0183 3,3

45 7,30 18,0 0.0167 2,2

46 7,41 18,0 0.0131 3,0

47 7,38 19,3 0.0119 2,7

48 7,47 19,6 0.0143 2,9

96


NUMERO

X1

X2

X

RSSSS

41 0,0030 0,0010 0,0020 0,0020

42 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

43 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

44 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

45 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

46 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

47 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

48 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

0,0090 0,0040

97

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0090/8 = 0.0011 Rs = 0.0040/8 = 0.0005

Limite de control superior: LCs = X + 1.88 RS

LCs = 0.0011 + (1.88) (0.0005) = 0.0020

Línea Central: LC = X LC = 0.0011 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88 RS

LCi = 0.0011 - (1.88) (0.0005) = 0.0002

98

99

9.5 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.5 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO DE 42 PPM. Para el grafico de control de carbón activado (CA) de 0.5 ppm, se tomo el grafico de control de 42 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL), ya que trata de mantenerse bajo control y también por debajo del limite de control de color (LCc) permisible. Para seleccionar este grafico de control se efectuaron diferentes ensayos para carbón activado (CA) de 0.5 ppm en mezcla con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL). En este grafico se tienen 8 ensayos realizados con distintos tipos de agua cruda, los cuales arrojaron diferente absorbancia; por lo tanto en el grafico de control se puede ver que el ensayo 1 se encuentra tocando el limite de control superior (LCs) con una absorbancia de 0.0020, el ensayo 5 se encuentra fuera del limite de control inferior (LCi) con una absorbancia de 0 y los ensayos 2, 3, 4, 6, 7 y 8 se encuentran muy cercanos a la línea central (LC) tratando de mantener estable el proceso de producción de agua potable. 9.5.1 CONCLUSION Para el grafico de control de carbón activado (CA) de 0.5 ppm en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL) de 42 ppm, se observa que el grafico trata de mantenerse bajo control estadístico durante el proceso, pero se tiene que dos ensayos exceden los límites de control superior e inferior lo que indica que el proceso no tiene un control estadístico; lo que lleva a razonar que posiblemente se tiene un problema en el proceso; Pero si analizamos el grafico teniendo en cuenta el limite de control de color (LCc), establecido por el decreto 475, se observa que este tiene una absorbancia de 0.0059 (15 UPC) muy por encima del la mayor absorbancia de los ensayos efectuados, que es el ensayo 1 con una absorbancia de 0.0020, el cual toca el limite de control superior (LCs) del grafico; en conclusión tenemos que los ensayos realizados, a pesar de no tener un análisis controlado estadísticamente, son demasiado buenas ya que la mayor absorbancia del ensayo 1 es de 0.0020, equivalente a 5 unidades platino cobalto (UPC); los demás ensayos están por debajo de esta absorbancia, en especial el ensayo 5, ya que este tiene una absorbancia de 0 lo que indica que el agua no tiene color alguno por lo tanto es un agua de excelente calidad.

100


[ ] SAL (mg/L)


40

0.0540

42

0.0620

44

0.0600

46

0.0510

48

0.0530

50

0.0590


101

102

9.5.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.5 PPM. Para el grafico de aluminio residual para carbón activado de 0.5 ppm en mezcla con sulfato de aluminio liquido con diferentes dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, se observa que las concentraciones de las dosis de sulfato del aluminio residual son casi constantes y muy bajas, ya que la concentración mas alta es de 0.0620 mg/L que pertenece a la dosis de 42 ppm de sulfato de aluminio liquido; lo cual indica que el aluminio residual esta en buenas condiciones en el agua tratada, ya que la concentración máxima permisible es de 0.2000 mg/L.

103

Tabla 38. Resultados de parámetros físico-químico i niciales del agua cruda de los ensayo de jarras, con una dosis de 0.6 ppm d e carbón activado (CA) en polvo con 40 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL).

NUMERO

pH

TEMPERATURA (°C)

COLOR ABS (435 nm)

TURBIEDAD UNT

49 7,80 17,6 0.0147 3,9

50 7,79 18,8 0.0139 3,9

51 7,81 19,0 0.0139 5,3

52 7,59 17,2 0.0219 3,0

53 7,60 17,9 0.0183 3,0

54 7,66 18,1 0.0187 3,1

55 7,60 19,8 0.0155 2,9

56 7,39 19,5 0.0195 2,1

104


NUMERO

X1

X2

X

RSSSS

49 0,0010 0,0010 0,0010 0,0000

50 0,0010 0,0020 0,0015 0,0010

51 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

52 0,0030 0,0020 0,0025 0,0010

53 0,0020 0,0010 0,0015 0,0010

54 0,0010 0,0000 0,0005 0,0010

55 0,0020 0,0020 0,0020 0,0000

56 0,0020 0,0030 0,0025 0,0010

0,0115 0,0050

105

LCs = Limite de control superior LCi = Limite de control inferior LC = Limite de control central LCc = Limite de control de color (establecido según decreto 475 de 1998) X = Variable de media (valores de absorbancia) Rs = Valor promedio y rango (valores de absorbancia) X = X/8 Rs = Rs/8 X = 0.0115/8 = 0.0014 Rs = 0.0050/8 = 0.0006 Limite de control superior: LCs = X + 1.88 RS

LCs = 0.0014 + (1.88) (0.0006) = 0.0025

Línea Central: LC = X LC = 0.0014 Limite de control inferior: LCi = X - 1.88 RS

LCi = 0.0014 - (1.88) (0.0006) = 0.0003

106

107

9.6 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE CONTROL, DE CARBON ACTIVADO DE O.6 PPM CON SULFATO DE ALUMINIO LÍQUID O DE 40 PPM. Para el análisis del la dosis de 0.6 ppm para carbón activado (CA), se realizaron diversos ensayos con diferentes dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm; se tomó la mezcla con sulfato de aluminio liquido de 40 ppm, como el grafico que trata de mantener un control durante el proceso de potabilizacion. En los 8 ensayos efectuados con diferentes tipos de agua cruda tenemos los ensayos 4 y 8 con absorbancia de 0.0025 cada ensayo, que se encuentran con la misma absorbancia del límite de control superior (LCs); tenemos el ensayo 3 con una absorbancia de 0 el cual se encuentra por fuera del limite de control inferior (LCi) que tiene una absorbancia de 0.0003, el ensayo 6 tiene una absorbancia de 0.0005 por lo tanto se encuentra muy cercano al limite de control inferior (LCi); los ensayos 1, 2, 5 y 7 se encuentran cercanos a la línea central (LC), tratando de mantenerse bajo control. 9.6.1 CONCLUSION Para este grafico de control de carbón activado (CA) de 0.6 ppm en mezcla con el sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, podemos concluir que no se encuentra estadísticamente bajo control, ya que los ensayos 3, 4 y 8 se encuentran por fuera o tocando los limites de control inferior y superior, también el ensayos 6 se encuentran muy cercano a el limites de control inferior (LCi); por lo tanto el análisis no es bueno estadísticamente. Al tomar el análisis según la absorbancia del limite de control de color (LCc) que es de 0.0059 (15 UPC), tenemos que esta se encuentra muy por encima de la mayor absorbancia de los ensayos realizados que es de 0.0025, lo que permite concluir que el agua resultante de estos 8 ensayos es de buena calidad y cumple perfectamente con el decreto 475 establecido para potabilizacion de agua cruda.

108


[ ] SAL (mg/L)


40

0.0390

42

0.0690

44

0.0560

46

0.0450

48

0.0540

50

0.0600


109

110

9.6.2 ANALISIS DE RESULTADOS DEL GRAFICO DE ALUMINI O RESIDUAL PARA CARBON ACTIVADO DE 0.6 PPM. En este grafico de aluminio residual para 0.6 ppm de carbón activado en mezcla con diferentes dosis de sulfato de aluminio líquido de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm, se observa que estas diferentes dosis de sulfato de aluminio liquido utilizadas con el carbón activado, arrojan unas concentraciones de aluminio residual excelentes, ya que la mayor concentración de este grafico es de 0.0690 mg/L, que pertenece a la dosis de 42 ppm de sulfato de aluminio liquido, mostrándose por de bajo de la máxima concentración permisible según el decreto 475 que es de 0.2000 mg/L.

111

10. SEGUNDA FASE: RESULTADOS EXPERIMENTALES, ANALIS IS DE GRAFICOS DE PORCENTAJE DE REMOCION DE COLOR, PARA L A MEZCLA DE CARBON ACTIVADO Y SULFATO DE ALUMINIO LÍQUIDO. Tabla 41. Resultados de los ensayos de jarras de ca rbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm con sulfato de aluminio liquido ( SAL) de 40 ppm.

ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0183

0,0005

0.0178

97.27

2

0.0127

0,0015

0.0112

88.19

3

0.0119

0,0015

0.0104

87.39

4

0.0123

0,0035

0.0088

71.54

5

0.0107

0,0020

0.0087

81.31

6

0.0115

0,0025

0.0090

78.26

7

0.0167

0,0020

0.0147

88.02

8

0.0143

0,0025

0.0118

82.52

PROMEDIO

0.0136

0.0020

0.0116

84.31

112

Tabla 42. Resultados de los ensayos de jarras de c arbón activado (CA) en polvo de 0.2 ppm con sulfato de aluminio liquido ( SAL) de 40 ppm.

ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0183

0,0000

0.0183

100.00

2

0.0127

0,0015

0.0112

88.19

3

0.0119

0,0020

0.0099

83.19

4

0.0123

0,0020

0.0103

83.74

5

0.0107

0,0020

0.0087

81.31

6

0.0115

0,0020

0.0095

82.61

7

0.0167

0.0025

0.0142

85.03

8

0.0143

0.0015

0.0128

89.51

PROMEDIO

0.0136

0.0017

0.0119

86.70

113


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0183

0,0015

0.0168

91.80

2

0.0127

0,0010

0.0117

92.13

3

0.0119

0,0015

0.0104

87.39

4

0.0123

0,0015

0.0108

87.80

5

0.0107

0,0030

0.0077

71.96

6

0.0115

0,0020

0.0095

82.61

7

0.0167

0,0010

0.0157

94.01

8

0.0143

0,0025

0.0118

82.52

PROMEDIO

0.0136

0.0018

0.0118

86.28

114


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0147

0,0010

0.0137

93.20

2

0.0139

0,0010

0.0129

92.81

3

0.0139

0,0005

0.0134

96.40

4

0.0219

0,0055

0.0164

74.89

5

0.0183

0,0010

0.0173

94.54

6

0.0187

0,0015

0.0172

91.98

7

0.0155

0,0015

0.0140

90.32

8

0.0195

0,0020

0.0175

89.74

PROMEDIO

0.0171

0.0018

0.0153

90.49

115

Tabla 45. Resultados de los ensayos de jarras de c arbón activado (CA) en polvo de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido (S AL) de 40 ppm.

ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0147

0,0010

0.0137

93.20

2

0.0139

0,0010

0.0129

92.81

3

0.0139

0,0005

0.0134

96.40

4

0.0219

0,0035

0.0184

84.02

5

0.0183

0,0015

0.0168

91.80

6

0.0187

0,0010

0.0177

94.65

7

0.0155

0,0020

0.0135

87.10

8

0.0195

0,0020

0.0175

89.74

PROMEDIO

0.0171

0.0016

0.0155

91.22

116


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0147

0,0010

0.0137

93.20

2

0.0139

0,0015

0.0124

89.21

3

0.0139

0,0000

0.0139

100.00

4

0.0219

0,0025

0.0194

88.58

5

0.0183

0,0015

0.0168

91.80

6

0.0187

0,0005

0.0182

97.33

7

0.0155

0,0020

0.0135

87.10

8

0.0195

0,0025

0.0170

87.18

PROMEDIO

0.0171

0.0014

0.0156

91.80

117

Tabla 47. Datos promediados de los ensayos de jarr as con una dosis de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm con las diferentes dosis de carbón activado (CA) en polvo de 0.1 ppm a 0.6 ppm para realizar grafica de porcentaje de remoción de color.

DOSIS DE CARBON ACTIVDO

(ppm)

% DE REMOCION DE COLOR

0.1

84.31

0.2

86.70

0.3

86.28

0.4

90.49

0.5

91.22

0.6

91.80

118

119

10.1 ANALISIS DE RESULTADOS DE % DE REMOCION DE COL OR, PARA SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 40 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. El porcentaje de remoción en este grafico de carbón activado en polvo de 0.1mg/L a 0.6 mg/L en mezcla con sulfato de aluminio líquido de 40 mg/L, se observa que a medida que aumenta la dosis de carbón activado en polvo, es mayor el porcentaje de remoción de color; así que se puede ver que para 0.1 mg/L de carbón activado en polvo, este tiene un porcentaje de remoción de color del 84.31% y en 0.6 mg/L tenemos un porcentaje de remoción de color del 91.80%. Para la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado en polvo, con un porcentaje de remoción de color del 86.28%, se puede notar que esta dosis, trata de bajar el porcentaje de remoción de color, ya que la dosis anterior a esta, es de 0.2 mg/L con un porcentaje de remoción de color del 86.70%. 10.1.1 CONCLUSION Para este grafico de color con carbón activado en polvo en mezcla con sulfato de aluminio liquido, se puede concluir que a medida que aumenta la dosis de carbón activado en polvo, aumenta el porcentaje de remoción de color, excepto por una baja de porcentaje de remoción de color en la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado, en el cual el porcentaje tiene una pequeña reducción del 86.70% en la dosis de 0.2 mg/L a 86.28% en la dosis de 0.3 mg/L o sea una reducción de 0.42%; pero a la vez esta dosis de 0.3 mg/L sigue siendo una dosis efectiva ya que su porcentaje de remoción es alto.

120


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0095

0.0020

0.0075

78.95

2

0.0115

0.0030

0.0085

73.91

3

0.0079

0.0040

0.0039

49.37

4

0.0095

0.0055

0.0040

42.11

5

0.0087

0.0040

0.0047

54.02

6

0.0079

0.0010

0.0069

87.34

7

0.0119

0.0020

0.0099

83.19

8

0.0095

0.0020

0.0075

78.95

PROMEDIO

0.0096

0.0029

0.0066

68.48

121


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0095

0.0015

0.0080

84.21

2

0.0115

0.0035

0.0080

69.57

3

0.0079

0.0050

0.0029

36.71

4

0.0095

0.0050

0.0045

47.37

5

0.0087

0.0035

0.0052

59.77

6

0.0079

0.0015

0.0064

81.01

7

0.0119

0.0010

0.0109

91.60

8

0.0095

0.0015

0.0080

84.21

PROMEDIO

0.0096

0.0028

0.0067

69.31

122


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0095

0.0010

0.0085

89.47

2

0.0115

0.0070

0.0045

39.13

3

0.0079

0.0060

0.0019

24.05

4

0.0095

0.0040

0.0055

57.89

5

0.0087

0.0025

0.0062

71.26

6

0.0079

0.0015

0.0064

81.01

7

0.0119

0.0015

0.0104

87.39

8

0.0095

0.0035

0.0060

63.16

PROMEDIO

0.0096

0.0034

0.0062

64.17

123


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0171

0.0010

0.0161

94.15

2

0.0163

0.0010

0.0153

93.87

3

0.0131

0.0020

0.0111

84.73

4

0.0183

0.0020

0.0163

89.07

5

0.0167

0.0000

0.0167

100.00

6

0.0131

0.0000

0.0131

100.00

7

0.0119

0.0005

0.0114

95.80

8

0.0143

0.0005

0.0138

96.50

PROMEDIO

0.0151

0.0009

0.0142

94.27

124


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0171

0.0020

0.0151

88.30

2

0.0163

0.0010

0.0153

93.87

3

0.0131

0.0010

0.0121

92.37

4

0.0183

0.0015

0.0168

91.80

5

0.0167

0.0000

0.0167

100.00

6

0.0131

0.0010

0.0121

92.37

7

0.0119

0.0015

0.0104

87.39

8

0.0143

0.0010

0.0133

93.01

PROMEDIO

0.0151

0.0011

0.0140

92.39

125


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0171

0.0010

0.0161

94.15

2

0.0163

0.0015

0.0148

90.80

3

0.0131

0.0035

0.0096

73.28

4

0.0183

0.0020

0.0163

89.07

5

0.0167

0.0010

0.0157

94.01

6

0.0131

0.0010

0.0121

92.37

7

0.0119

0.0010

0.0109

91.60

8

0.0143

0.0000

0.0143

100.00

PROMEDIO

0.0151

0.0014

0.0137

90.66

126



(ppm)


0.1

68.48

0.2

69.31

0.3

64.17

0.4

94.27

0.5

92.39

0.6

90.66

127

128

10.2 ANALISIS DE % DE REMOCION DE COLOR, PARA SULFA TO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 42 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0 .6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. Para el análisis del grafico de remoción de color de carbón activado de 0.1 mg/L a 0.6 mg/L, en mezcla con sulfato de aluminio líquido de 42 mg/L; se observa que este comienza con un porcentaje de remoción de color del 68.48% para una dosis de 0.1 mg/L de carbón activado en polvo y termina con la dosis de 0.6 mg/L de carbón activado en polvo, con un porcentaje de remoción de color del 90.66%; estos resultados indican que estos valores de porcentaje de remoción; aparentemente aumentan a medida que aumenta la dosis de carbón activado en polvo, pero según lo que se ve en el grafico de porcentaje de remoción de color, es que este va aumentado su porcentaje de remoción de color desde 0.1 mg/L a 0.2 mg/L de carbón activado, pero para la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado se puede ver que este disminuye su porcentaje de remoción de color en un 5.14%; luego continua aumentado su porcentaje de remoción de color para la dosis de 0.4 mg/L de carbón activado, con un porcentaje de remoción del 94.27%, lo que indica que hubo un incremento de remoción de color del 30.1%; un aumento muy favorable para la eliminación de color en el agua; al continuar subiendo la dosis de carbón activado se observa que para la dosis de 0.5 mg/L, esta se reduce a 92.39% o sea disminuye en un 1.88% y al seguir con la dosis de 0.6 mg/L, vemos que su porcentaje disminuye un poco mas asta llegar a 90.66%, obteniéndose desde la dosis de carbón activado de 0.4 mg/L a 0.6 mg/L, una baja de porcentaje de remoción del 3.61%. 10.2.1 CONCLUSION Para el grafico de remoción de color de carbón activado en polvo con diferentes dosis, en mezcla con una dosis de sulfato de aluminio liquido de 42 ppm; se concluye que la grafica de remoción de color arroja unos resultados muy positivos, en todas las dosis de carbón activado, ya que estas tienen una remoción de mas del 50%, lo que indica que estas dosis pueden ser muy eficiente para la eliminación del color en el agua cruda; pero se pueden considerar que las dosis a partir de 0.4 mg/L a 0.6 mg/L de carbón activado en polvo son mucho mas efectivas, ya que estas permiten un mayor porcentaje de remoción de color, por lo tanto se puede contemplar un color en absorbancia de aproximadamente cero.

129


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0035

0.0084

70.59

2

0.0111

0.0025

0.0086

77.48

3

0.0107

0.0040

0.0067

62.62

4

0.0115

0.0040

0.0075

65.22

5

0.0103

0.0040

0.0063

61.17

6

0.0223

0.0010

0.0213

95.52

7

0.0175

0.0005

0.0170

97.14

8

0.0199

0.0020

0.0179

89.95

PROMEDIO

0.0144

0.0027

0.0117

77.46

130


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0020

0.0099

83.19

2

0.0111

0.0020

0.0091

81.98

3

0.0107

0.0035

0.0072

67.29

4

0.0115

0.0040

0.0075

65.22

5

0.0103

0.0025

0.0078

75.73

6

0.0223

0.0010

0.0213

95.52

7

0.0175

0.0000

0.0175

100.00

8

0.0199

0.0025

0.0174

87.44

PROMEDIO

0.0144

0.0022

0.0122

82.05

131


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0020

0.0099

83.19

2

0.0111

0.0035

0.0076

68.47

3

0.0107

0.0030

0.0077

71.96

4

0.0115

0.0025

0.0090

78.26

5

0.0103

0.0035

0.0068

66.02

6

0.0223

0.0000

0.0223

100.00

7

0.0175

0.0000

0.0175

100.00

8

0.0199

0.0030

0.0169

84.92

PROMEDIO

0.0144

0.0022

0.0122

81.60

132


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0135

0.0015

0.0120

88.89

2

0.0139

0.0005

0.0134

96.40

3

0.1479

0.0145

0.1334

90.20

4

0.1399

0.0030

0.1369

97.86

5

0.0211

0.0010

0.0201

95.26

6

0.0207

0.0040

0.0167

80.68

7

0.0183

0.0035

0.0148

80.87

8

0.0123

0.0025

0.0098

79.67

PROMEDIO

0.0485

0.0038

0.0446

88.73

133


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0135

0.0000

0.0135

100.00

2

0.0139

0.0000

0.0139

100.00

3

0.1479

0.0070

0.1409

95.27

4

0.1399

0.0035

0.1364

97.50

5

0.0211

0.0015

0.0196

92.89

6

0.0207

0.0015

0.0192

92.75

7

0.0183

0.0030

0.0153

83.61

8

0.0123

0.0040

0.0083

67.48

PROMEDIO

0.0485

0.0026

0.0459

91.19

134


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0135

0.0000

0.0135

100.00

2

0.0139

0.0020

0.0119

85.61

3

0.1479

0.0020

0.1459

98.65

4

0.1399

0.0040

0.1359

97.14

5

0.0211

0.0015

0.0196

92.89

6

0.0207

0.0020

0.0187

90.34

7

0.0183

0.0035

0.0148

80.87

8

0.0123

0.0060

0.0063

51.22

PROMEDIO

0.0485

0.0026

0.0458

87.09

135



(ppm)


0.1

77.46

0.2

82.05

0.3

81.60

0.4

88.73

0.5

91.19

0.6

87.09

136

137

10.3 ANALISIS DE RESULTADOS DE % DE REMOCION DE COL OR, PARA SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 44 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. Para el grafico de porcentaje de remoción de color de carbón activado en polvo con dosis desde 0.1 mg/L a 0.6 mg/L en mezcla con una dosis de 44 mg/L de sulfato de aluminio líquido; se determina en el grafico que a medida que aumenta la concentración de carbón activado, esta va aumentado en su porcentaje, ocasionando así una efectiva disminución en el color del agua. Tenemos que para 0.1 mg/L de carbón activado, su porcentaje de remoción es del 77.46% y para la máxima dosis que es de 0.6 mg/L su porcentaje de remoción en el color es del 87.09%, lo que significa que estos ensayos aumentaron su porcentaje de remoción en un 9.63%, un aumento favorable para la reducción del color en el agua. Las primeras dosis de carbón activado van aumentando, excepto por la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado, que tiende a bajar su porcentaje de remoción hasta 81.60%, o sea en un 0.45% menos que la dosis anterior de 0.2 mg/L de carbón activado; al continuar con la dosis de 0.4 mg/L esta, aumenta de forma muy rápida su porcentaje de remoción, hasta llegar a 88.73% aumentando a si en un 7.13% de remoción en el color, luego este porcentaje de remoción sigue aumentado para la dosis de 0.5 mg/L de carbón activado, hasta llegar a un porcentaje de remoción en el color del 91.19%, un porcentaje favorable que determina una buena remoción de color en el agua. Para la ultima dosis de 0.6 mg/L de carbón activado se observa que esta baja su porcentaje de remoción de color hasta llegar a 87.09%, un porcentaje un poco mas bajo que el porcentaje de la dosis de 0.4 mg/L de carbón activado el cual es de 88.73%, lo que denota que hay bajo rendimiento en esta dosis de 0.6 mg/L. 10.3.1 CONCLUSION En este grafico de porcentaje de remoción de color para carbón activado en polvo en mezcla con sulfato de aluminio liquido de 44 ppm, se concluye que la eficiencia de estas pruebas son muy positivas, ya que tienen un rendimiento del 77.46% en adelante; ocasionando así una verdadera remoción en el color del agua, en especial si observamos la dosis de 0.5 mg/L de carbón activado, alcanzando así un porcentaje de remoción del 91.19%, lo cual señala que este porcentaje de remoción, puede aproximarse a un color en absorbancia de 0, lo que puede indicar una excelente eficiencia en el proceso de producción de agua.

138


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0159

0.0025

0.0134

84.28

2

0.0123

0.0020

0.0103

83.74

3

0.0123

0.0015

0.0108

87.80

4

0.0123

0.0025

0.0098

79.67

5

0.0087

0.0025

0.0062

71.26

6

0.0099

0.0015

0.0084

84.85

7

0.0227

0.0060

0.0167

73.57

8

0.0227

0.0075

0.0152

66.96

PROMEDIO

0.0146

0.0033

0.0114

79.02

139


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0159

0.0020

0.0139

87.42

2

0.0123

0.0015

0.0108

87.80

3

0.0123

0.0005

0.0118

95.93

4

0.0123

0.0015

0.0108

87.80

5

0.0087

0.0020

0.0067

77.01

6

0.0099

0.0020

0.0079

79.80

7

0.0227

0.0065

0.0162

71.37

8

0.0227

0.0070

0.0157

69.16

PROMEDIO

0.0146

0.0029

0.0117

82.04

140

Tabla 64. Resultados de los ensayos de jarras de c arbón activado (CA) en polvo de 0.3 ppm con sulfato de aluminio liquido d e 46 ppm.

ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0159

0.0005

0.0154

96.86

2

0.0123

0.0010

0.0113

91.87

3

0.0123

0.0015

0.0108

87.80

4

0.0123

0.0015

0.0108

87.80

5

0.0087

0.0015

0.0072

82.76

6

0.0099

0.0010

0.0089

89.90

7

0.0227

0.0065

0.0162

71.37

8

0.0227

0.0070

0.0157

69.16

PROMEDIO

0.0146

0.0026

0.0120

84.69

141


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0020

0.0099

83.19

2

0.0115

0.0015

0.0100

86.96

3

0.0095

0.0050

0.0045

47.37

4

0.0239

0.0005

0.0234

97.91

5

0.0227

0.0015

0.0212

93.39

6

0.0215

0.0010

0.0205

95.35

7

0.0207

0.0015

0.0192

92.75

8

0.0099

0.0000

0.0099

100.00

PROMEDIO

0.0165

0.0016

0.0148

87.12

142


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0030

0.0089

74.79

2

0.0115

0.0015

0.0100

86.96

3

0.0095

0.0035

0.0060

63.16

4

0.0239

0.0005

0.0234

97.91

5

0.0227

0.0000

0.0227

100.00

6

0.0215

0.0000

0.0215

100.00

7

0.0207

0.0005

0.0202

97.58

8

0.0099

0.0000

0.0099

100.00

PROMEDIO

0.0165

0.0011

0.0153

90.05

143

Tabla 67. Resultados de los ensayos de jarras de c arbón activado (CA) en polvo de 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido ( SAL) de 46ppm.

ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0119

0.0025

0.0094

78.99

2

0.0115

0.0025

0.0090

78.26

3

0.0095

0.0040

0.0055

57.89

4

0.0239

0.0005

0.0234

97.91

5

0.0227

0.0005

0.0222

97.80

6

0.0215

0.0000

0.0215

100.00

7

0.0207

0.0005

0.0202

97.58

8

0.0099

0.0000

0.0099

100.00

PROMEDIO

0.0165

0.0013

0.0151

88.55

144



(ppm)


0.1

79.02

0.2

82.04

0.3

84.69

0.4

87.12

0.5

90.05

0.6

88.55

145

146

10.4 ANALISIS RESULTADOS DE % DE REMOCION DE COLOR, PARA SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 46 PPM CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. En este grafico de porcentaje de remoción de color para sulfato de aluminio líquido de 46 mg/L con las diferentes dosis de carbón activado en polvo de 0.1 mg/L a 0.6 mg/L, se contempla que el grafico muestra una línea que va de forma ascendente, tomando las dosis desde 0.1 mg/L hasta 0.5 mg/L y con sus respectivos porcentajes de remoción de color que van desde 79.02% hasta 90.05%, aumentando así en un 11.03%; porcentaje que denota una buena remoción de color en el agua. En el caso de la dosis de 0.6 mg/L de carbón activado, se observa que ya no asciende sino que desciende luego de la dosis de 0.5 mg/L, hasta un porcentaje de remoción de 88.55%; ocasionando así un bajo rendimiento en las pruebas en un 1.5%. 10.4.1 CONCLUSION En este grafico de porcentaje de remoción de color con carbón activado (CA) en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL), se concluye que a medida que va aumentando la concentración de carbón activado, el porcentaje de remoción de color va aumentado. También se concluye que se obtuvo una buena remoción de color para cada una de las dosis de carbón activado en polvo, ya que estas dosis tienen una remoción de color mayor al 50%.

147


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0143

0.0060

0.0083

58.04

2

0.0107

0.0070

0.0037

34.58

3

0.0907

0.0075

0.0832

91.73

4

0.0911

0.0060

0.0851

93.41

5

0.0159

0.0015

0.0144

90.57

6

0.0135

0.0025

0.0110

81.48

7

0.0363

0.0015

0.0348

95.87

8

0.0283

0.0005

0.0278

98.23

PROMEDIO

0.0376

0.0041

0.0335

80.49

148


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0143

0.0060

0.0083

58.04

2

0.0107

0.0065

0.0042

39.25

3

0.0907

0.0075

0.0832

91.73

4

0.0911

0.0060

0.0851

93.41

5

0.0159

0.0020

0.0139

87.42

6

0.0135

0.0020

0.0115

85.19

7

0.0363

0.0015

0.0348

95.87

8

0.0283

0.0015

0.0268

94.70

PROMEDIO

0.0376

0.0041

0.0335

80.70

149


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0143

0.0065

0.0078

54.55

2

0.0107

0.0080

0.0027

25.23

3

0.0907

0.0075

0.0832

91.73

4

0.0911

0.0065

0.0846

92.86

5

0.0159

0.0020

0.0139

87.42

6

0.0135

0.0020

0.0115

85.19

7

0.0363

0.0015

0.0348

95.87

8

0.0283

0.0015

0.0268

94.70

PROMEDIO

0.0376

0.0044

0.0332

78.44

150


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0107

0.0005

0.0102

95.33

2

0.0115

0.0005

0.0110

95.65

3

0.0103

0.0005

0.0098

95.15

4

0.0215

0.0000

0.0215

100.00

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0191

0.0000

0.0191

100.00

7

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

8

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

PROMEDIO

0.0148

0.0002

0.0146

98.27

151


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0107

0,0000

0.0107

100.00

2

0.0115

0,0005

0.0110

95.65

3

0.0103

0,0000

0.0103

100.00

4

0.0215

0.0000

0.0215

100.00

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0191

0.0000

0.0191

100.00

7

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

8

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

PROMEDIO

0.0148

0.0006

0.0147

99.46

152


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0107

0,0000

0.0107

100.00

2

0.0115

0,0000

0.0115

100.00

3

0.0103

0,0000

0.0103

100.00

4

0.0215

0.0005

0.0210

97.67

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0191

0.0000

0.0191

100.00

7

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

8

0.0123

0.0000

0.0123

100.00

PROMEDIO

0.0148

0.0006

0.0147

99.71

153



(ppm)


0.1

80.49

0.2

80.70

0.3

78.44

0.4

98.27

0.5

99.46

0.6

99.71

154

155

10.5 ANALISIS DE RESULTADOS DE % DE REMOCION DE COL OR, PARA SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 48 mg/L CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. En el grafico de control para sulfato de aluminio liquido de 48 mg/L, con las diferentes dosis de carbón activado en polvo de 0.1 mg/L, 0.2 mg/L, 0.3mg/L, 0.4mg/L, 0.5 mg/L y 0.6 mg/L se observa que el grafico tiende a tener unos porcentaje de remoción en una forma ascendente, por lo tanto tenemos que para las dos primeras dosis de carbón activado, de 0.1 mg/L y 0.2 mg/L tiene un porcentaje de remoción de color del 80.49% y 80.70%; para la dosis de 0.3 mg/L encontramos que esta no tiende a seguir ascendiendo, si no que desciende hasta un porcentaje de remoción de color del 78.44%, ocasionando así una disminución en el rendimiento de un 2.26% en los ensayos realizados; para el análisis de la dosis de 0.4 mg/L tenemos que el porcentaje de remoción sube considerablemente en un 19.58% después del porcentaje de remoción de la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado, tomando así un porcentaje de remoción de color del 98.27%, lo que significa un buen rendimiento para esta dosis; continuando con las dos ultimas dosis de 0.5 mg/L y 0.6 mg/L de carbón activado, se nota un pequeño aumento en el porcentaje de remoción de color después de la dosis de 0.4 mg/L, obteniendo así un porcentaje de remoción del 99.46% y 99.71% respectivamente, unos buenos resultados para la eliminación del color en el agua cruda. 10.5.1 CONCLUSION Para este grafico de porcentaje de remoción del color en el agua cruda; se observó que a medida que aumenta las dosis de carbón activado (CA) en polvo, en mezcla con una única dosis establecida de sulfato de aluminio liquido (SAL) de 48 ppm, esta aumenta su porcentaje de remoción a medida que aumenta la dosis de carbón activado, a excepción de la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado, que aunque tiene un buen porcentaje por encima del 50% de remoción de color, esta tiende a bajar su porcentaje de remoción, en cuanto a las demás dosis anteriores de carbón activado de 0.1 ppm y 0.2 ppm; pero se puede concluir que esta dosis de 0.3 mg/L de carbón activado (CA), es efectiva al remover el color. Las dosis de 0.4 mg/L a 0.6 mg/L, tienen unos porcentajes de remoción aproximados al 100%, generando así un muy buen rendimiento en la reducción de color en el agua.

156


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0235

0.0020

0.0215

91.49

2

0.0215

0.0050

0.0165

76.74

3

0.0139

0.0015

0.0124

89.21

4

0.0123

0.0010

0.0113

91.87

5

0.0115

0.0010

0.0105

91.30

6

0.0131

0.0005

0.0126

96.18

7

0.0135

0.0000

0.0135

100.00

8

0.0139

0.0015

0.0124

89.21

PROMEDIO

0.0154

0.0016

0.0138

90.75

157


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0235

0.0010

0.0225

95.74

2

0.0215

0.0035

0.0180

83.72

3

0.0139

0.0025

0.0114

82.01

4

0.0123

0.0020

0.0103

83.74

5

0.0115

0.0000

0.0115

100.00

6

0.0131

0.0000

0.0131

100.00

7

0.0135

0.0000

0.0135

100.00

8

0.0139

0.0010

0.0129

92.81

PROMEDIO

0.0154

0.0013

0.0142

92.25

158


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0235

0.0015

0.0220

93.62

2

0.0215

0.0045

0.0170

79.07

3

0.0139

0.0015

0.0124

89.21

4

0.0123

0.0025

0.0098

79.67

5

0.0115

0.0000

0.0115

100.00

6

0.0131

0.0005

0.0126

96.18

7

0.0135

0.0005

0.0130

96.30

8

0.0139

0.0015

0.0124

89.21

PROMEDIO

0.0154

0.0016

0.0138

90.41

159


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0091

0,0000

0.0091

100.00

2

0.3159

0,0000

0.3159

100.00

3

0.1319

0,0010

0.1309

99.24

4

0.0819

0.0005

0.0814

99.39

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0183

0.0000

0.0183

100.00

7

0.0199

0.0000

0.0199

100.00

8

0.0155

0.0000

0.0155

100.00

PROMEDIO

0.0767

0.0002

0.0765

99.83

160


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0091

0,0000

0.0091

100.00

2

0.3159

0,0000

0.3159

100.00

3

0.1319

0,0000

0.1319

100.00

4

0.0819

0.0000

0.0819

100.00

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0183

0.0000

0.0183

100.00

7

0.0199

0.0000

0.0199

100.00

8

0.0155

0.0000

0.0155

100.00

PROMEDIO

0.0767

0.0000

0.0767

100.00

161


ENSAYOS REALIZADOS

COLOR DE AGUA

CRUDA (ABS)

COLOR DE AGUA

TRATADA (ABS)

DIFERENCIA DE COLOR

(ABS)

% DE REMOCION

1

0.0091

0,0000

0.0091

100.00

2

0.3159

0,0000

0.3159

100.00

3

0.1319

0,0000

0.1319

100.00

4

0.0819

0.0000

0.0819

100.00

5

0.0207

0.0000

0.0207

100.00

6

0.0183

0.0000

0.0183

100.00

7

0.0199

0.0000

0.0199

100.00

8

0.0155

0.0000

0.0155

100.00

PROMEDIO

0.0767

0.0000

0.0767

100.00

162



(ppm)


0.1

90.75

0.2

92.25

0.3

90.41

0.4

99.83

0.5

100.00

0.6

100.00

163

164

10.6 ANALISIS DE RESULTADO DE % DE REMOCION DE COLO R, PARA SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO DE 50 mg/L CON DOSIS DE 0.1 PPM A 0.6 PPM DE CARBON ACTIVADO EN POLVO. Para el análisis del gráfico de porcentaje de remoción de color, para el carbón activado (CA) en dosis de 0.1 mg/L hasta 0.6 mg/L, en mezcla con 50 mg/L de sulfato de aluminio líquido (SAL); se observa un aumento en el porcentaje de remoción, desde la primera dosis de 0.1 mg/L hasta la ultima dosis de 0.6 mg/L, obteniéndose así un rendimiento en reducción del color en un 9.25%, denotándose un aumento del porcentaje de remoción en una forma ascendente, cada vez que aumenta la dosis de carbón activado (CA). Se observa que el gráfico comienza ascendiendo con las dos primeras dosis 0.1 mg/L y 0.2 mg/L de carbón activado, con porcentajes de remoción del 90.75% y 92.25%, porcentajes excelentes para una buena remoción de color en el agua cruda; seguidamente en la dosis de 0.3 mg/L se tiene un descenso para el porcentaje de remoción de esta dosis, llegando así a un 90.41%; continuando con la dosis de 0.4 mg/L de carbón activado, notamos que esta aumenta hasta llegar a un porcentaje del 99.83%, aumentado en porcentaje en un 9.42% después de la dosis anterior; para las dos ultimas dosis que son de 0.5 mg/L y 0.6 mg/L, estas presentan un porcentaje del 100% cada dosis, ocasionando una extraordinaria reducción en el color del agua. 10.6.1 CONCLUSION Para concluir este grafico de porcentaje de remoción de carbón activado (CA) en polvo con sus diferentes dosis, en mezcla con una única dosis establecida de sulfato de aluminio liquido (SAL) tenemos que el porcentaje de remoción para este grafico es muy bueno, ya que tiene un mínimo porcentaje de remoción del 90.41%. Este grafico de porcentaje de remoción, es uno de los ensayos más efectivos, para la correcta remoción del color en el agua cruda ya que se obtuvieron colores en absorbancia de 0, gracias al porcentaje del 100% que se tienen de los dos últimos ensayos realizados con concentraciones de 0.5 mg/L y 0.6 mg/L de carbón activado.

165

TTEERRCCEERRAA FFAASSEE

166

11. TERCERA FASE

11.1 COSTO Y CONSUMO EN EL AÑO 2005 11.1.1 COSTO Y CONSUMO DE CARBON ACTIVADO (CA) EN POLVO EN EL AÑO 2005, DOSIFICADO DE FORMA INDIVIDUAL.

MES

AGUA (m3) (TRATADA

PRODUCIDA)

DIAS DE

DOSIFICACION

CANTIDAD

(Kg)

COSTO ($)

Enero

3.689.293

10

1040

3.056.798

Febrero

3.698.889

4

700

2.084.383

Marzo

3.343.203

5

320

952.861

Abril

3.710.646

11

400

1.160.000

Mayo

3.555.629

18

880

2.504.084

Junio

3.720.387

9

1300

3.771.300

Julio

3.601.594

4

340

986.248

Agosto

3.718.639

2

260

754.150

Septiembre

3.676.736

8

160

464.117

Octubre

3.530.375

26

440

1.276.421

Noviembre

3.620.422

20

1720

4.989.256

Diciembre

3.533.980

15

1980

5.743.445

TOTAL

43.399.793

132

9540

27.743.063

Notas: No están incluidos costos de los productos utilizados en los mismos meses de sulfato granulado, policloruro de aluminio, cloruro ferrico, Cal y cloro. Los costos y cantidades de estos dos productos sulfato de aluminio liquido y carbón activado, son tomados individualmente para la dosificación en el tratamiento del agua.

167

11.1.2 COSTO Y CONSUMO DE SULFATO DE ALUMINIO LÍQUI DO (SAL) EN EL AÑO 2005, DOSIFICADO DE FORMA INDIVIDUAL.

MES

AGUA (m 3) (TRATADA

PRODUCIDA)

DIAS DE

DOSIFICACION

CANTIDAD

(Kg)

COSTO ($)

Enero

3.689.293

2

15.228

3.392.454

Febrero

3.698.889

9

6.074

1.353.166

Marzo

3.343.203

5

23.653

5.234.489

Abril

3.710.646

12

4.147

969.013

Mayo

3.555.629

4

28.140

6.630.853

Junio

3.720.387

15

8.807

2.185.291

Julio

3.601.594

3

30.359

7.674.674

Agosto

3.718.639

4

14.797

3.740.732

Septiembre

3.676.736

7

9.047

2.304.614

Octubre

3.530.375

5

14.436

3.649.299

Noviembre

3.620.422

10

7.254

1.858.593

Diciembre

3.533.980

9

41.262

10.517.684

TOTAL

43.399.793

85

203.204

49.510.862

Notas: No están incluidos costos de los productos utilizados en los mismos meses de sulfato granulado, policloruro de aluminio, cloruro ferrico. Cal y cloro. Los costos y cantidades de estos dos productos sulfato de aluminio liquido y carbón activado, son tomados individualmente para la dosificación en el tratamiento del agua.

168

11.1.3 PROYECCION DE CONSUMO Y COSTO PARA LA MEZCLA DE CARBON ACTIVADO (CA) EN POLVO CON 0.5 PPM Y SULFATO DE ALUMINIO LIQUIDO CON 42 PPM.

MES

AGUA (m 3) (TRATADA

PRODUCIDA)

DIAS (*) DE

DOSIFICACION

CANTIDAD

(Kg)

COSTO ($)

Enero

3.689.293

12

3167

1.255.519

Febrero

3.698.889

13

1434

727.701

Marzo

3.343.203

10

4142

1.069.036

Abril

3.710.646

23

933

436.853

Mayo

3.555.629

22

5227

1.645.359

Junio

3.720.387

24

2251

1.326.634

Julio

3.601.594

7

5274

1.487.922

Agosto

3.718.639

6

2627

784.224

Septiembre

3.676.736

15

1607

483.257

Octubre

3.530.375

31

2675

885.742

Noviembre

3.620.422

30

2243

1.711.581

Diciembre

3.533.980

24

8079

3.038.103

TOTAL

43.399.793

217

39.659

14.851.931

(* ) Los días de dosificación son de: Días de CA + días de SAL, dosificados cada uno como producto individual, tomado de las tablas anteriores Mes de enero CA SAL Dosificación CA-SAL 0.5 ppm = 0.167 42 ppm = 0.600 Dosificación individual 3 ppm 70 ppm Fracción insumo X masa o cantidad del insumo = valor de cantidad en mezcla 0.167 X 15228 Kg = 2543 Kg 2543 Kg + 624 Kg = 3167Kg 0.600 X 1040 Kg = 624 Kg 15228 Kg + 1040 Kg = 16.268 Kg Costo CA + costo SAL = $ 3.392.454 + $ 3.056.798 = $6.449.252

169

16.268 Kg ￩ $ 6.449.252 X = $ 1.255.519

X =$ ￫￫￫￫ 3167 Kg Normalmente la dosificación en promedio en la planta de tratamiento, de carbón activado es de 3 ppm y de sulfato de aluminio liquido es de 70 ppm, en esta investigación se determino la dosis mas efectiva de la mezcla; con 0.5 ppm de carbón activado en polvo y 42 ppm de sulfato de aluminio liquido, logrando reducir costos y consumos de estos insumos: Insumos de 2005 dosificados de forma individual. Carbón Activado (CA) en Polvo y Sulfato de Aluminio Líquido (SAL)

AÑO

INSUMOS

AGUA

TRATADA (m3)

DIAS DE

DOSIFICACION

CANTIDAD

(Kg)

COSTO ($)

2005

CA

43.399.793

132

9.540

27.743.063

2005

SAL

43.399.793

85

203.204

49.510.862

TOTAL

217

212.744

77.253.925

Mezcla de los insumos (CA-SAL)

AÑO

INSUMOS

AGUA

TRATADA (m3)

DIAS DE

DOSIFICACION

CANTIDAD

(Kg)

COSTO ($)

2005

CA-SAL

43.399.793

217

39.659

14.851.931

Los insumos (CA y SAL) dosificados de forma individual, para el proceso de producción de agua potable, arrojaron un costo y consumo total en el año 2005 de $77.253.925 y 212.744 Kg, para un total de 217 días de dosificación puntual; al realizar la proyección de costo y consumo para la mezcla, de la dosis mas efectiva de carbón activado en polvo con 0.5 ppm y sulfato de aluminio liquido con 42 ppm, se obtuvo un consumo de 39.659 Kg con un costo de $14.851.931 para un total de 217 días de dosificación puntual, en el año 2005. En conclusión la mezcla de carbón activado con 0.5 ppm y sulfato de aluminio liquido con 42 ppm, es eficiente ya que se tiene una reducción de consumo de 173.085 Kg y un reducción de costo de $62.401.994 menor al observado en las tablas; logrado demostrar una eficiencia en la mezcla, para el proceso de potabilizacion en la planta de tratamiento de Aguas y Aguas de Pereira.

170

11.2. RECOMENDACIONES

� Se recomienda llevar los resultados finales obtenidos, de la mezcla de carbón activado (CA) en polvo de 0.5 ppm, con sulfato de aluminio líquido (SAL) de 42 ppm, para realizar pruebas en planta piloto teniendo en cuenta factores como los gradientes utilizados en los ensayos de tratabilidad y el caudal que se tiene, con el fin de confirmar lo planteado en esta investigación, para que se puedan efectuar los ajustes necesarios al proceso real de producción de agua potable.

� Se sugiere tener en cuenta, para posibles investigaciones de carbón

activado (CA) en polvo, dosis un poco mayores de 0.6 ppm; las cuales pueden lograr ser mas eficientes con el rango de operación de sulfato de aluminio liquido (SAL) (establecido en esta investigación), debido a que a medida que aumenta la concertación de carbón activado, se aprecia un aumento con el porcentaje de remoción de color.

� Los ensayos de tratabilidad se realizaron con unos gradientes determinados

(ver anexo 9) para la planta Písamo, se recomienda para las otras dos plantas, Aurora y Quimbaya tener en cuenta los gradientes que tiene cada planta, para realizar la mezcla carbón activado y sulfato de aluminio liquido.

� Para posibles investigaciones se recomienda tener en cuenta el pH de

coagulación y el posible efecto de migración del pH ocasionado por la diferencia de la carga iónica en el carbón activado (CA).

� Se recomienda, disminuir la dosis de los insumos carbón activado y sulfato

de aluminio liquido, cuando estos sean dosificados juntos para la remoción de color.

171

11.3. OBSERVACIONES

� Para los ensayos de tratabilidad para la mezcla de carbón activado en polvo con sulfato de aluminio líquido, se realizo la determinación de parámetros físico-químico como el pH y turbiedad, pero estos no están directamente relacionados con los análisis (objeto del estudio de esta investigación) que se efectuaron para establecer la reducción de color, ya que estos parámetros son estabilizados o ajustados durante el proceso de potabilizacion en la planta de tratamiento.

� Se debe tener en cuenta la sobre dosificación o deficiencia en la aplicación

de carbón activado, ya que este factor puede causar problemas en los filtros, ocasionando un taponamiento en ellos; también se debe tener en cuenta, que la sobre dosificación de carbón activado provoca un mayor consumo de cloro, ya que el carbón activado adsorbe las partículas de cloro, utilizadas para la desinfección del agua.

� El aforo debe ser adecuado y verificado en el punto de descarga, para tener

una correcta dosificación de los insumos usados, para el tratamiento del agua.

� Mantener una adecuada limpieza de los ductos, después de cada

dosificación, con el fin de evitar posibles incrustaciones en la tubería por sedimentación del producto utilizado

172

12. CONCLUSIONES

12.1 CALIDAD

� Se efectuaron ensayos de tratabilidad, con el coagulante sulfato de aluminio liquido (SAL), teniendo en cuenta las diferentes dosis utilizadas en la planta de tratamiento; estas permitieron seleccionar un rango de operación de sulfato de aluminio liquido (SAL), con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm para la mezcla con carbón activado (CA) en polvo.

� En el análisis estadístico de los gráficos de control se logró determinar, que

estos gráficos no tuvieron un buen control estadístico, ya que algunos de los ensayos realizados, no permanecieron dentro de los límites de control establecidos para cada grafico, pero se observo que en los ensayos realizados para diferentes tipos de agua cruda con la mezcla de carbón activado (CA) en polvo y sulfato de aluminio liquido (SAL), arrojaron resultados de colores obtenidos en absorbancia, los cuales fueron muy bajos casi aproximándose a una absorbancia de 0 lo que puede significar que se podría tener un agua de buena calidad y prácticamente sin color alguno.

� Se determino en los gráficos de control, el limite de control de color (LCc)

con una absorbancia de 0.0059 que equivale a 15 unidades platino cobalto UPC, lo cual es la establecida por el decreto 475 de 1998 para potabilización de agua; con este limite de control de color (LCc), se observó que ningún ensayo realizado para los diferentes tipos de agua cruda utilizados para el análisis, se salió del límite de control de color (LCc) lo que indica, que el agua cumple con el decreto 475 y que además tiene una buena calidad para ofrecer al consumidor.

� Al realizar los ensayos de tratabilidad con la mezcla de carbón activado

(CA) en polvo con dosis de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm, con sulfato de aluminio liquido (SAL) con dosis de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm; se obtuvo que la mejor dosis, fue para carbón activado de 0.5 ppm con sulfato de aluminio liquido de 42 ppm, ya que esta dosis, trato de mantener un control en el grafico; los ensayos realizados estuvieron por debajo del limite de control de color (LCc) y que su porcentaje de remoción fuera del 92.39%, (según las condiciones tenidas en cuenta para esta investigación).

173

� Los gráficos de control fueron muy útiles para determinar el funcionamiento durante el proceso de producción de agua y en nuestro caso también para determinar que este cumpla con el limite de control de color (LCc), establecido según el decreto 475 de Marzo de 1998 el cual es el que cumple la planta Aguas y Aguas de Pereira para potabilizacion del agua del Rió Otún.

� Se obtuvo un buen resultado de aluminio residual en todos los gráficos

lineales, debido a que las concentraciones de los ensayos de la mezcla carbón activado (CA) con sulfato de aluminio líquido (SAL) se mantuvieron muy por debajo de 0.2 mg/L, que es lo establecida por el decreto 475.

� En los ensayos de tratabilidad, realizados con la mezcla de carbón activado

en polvo y sulfato de aluminio líquido, se obtuvieron unos buenos pH en el agua tratada, manteniéndose dentro de un pH de 6.5 a 9.0 según la norma.

� Para la dosis de 0.3 mg/L de carbón activado (CA) en polvo, mostrada en

los seis gráficos obtenidos de porcentaje de remoción de color; se puede apreciar que esta dosis tiene un buen porcentaje de remoción, pero a la vez, tiende a tener menos porcentaje de remoción con respecto a las menores dosis anteriores de 0.1 mg/L y 0.2 mg/L de carbón activado, ocasionando así un pequeño punto de inflexión en los grafico de remoción de color.

� Se observó en los gráficos de porcentaje de remoción de color, que el

porcentaje aumenta a medida que aumenta la concentración de carbón activado (CA), lo que significa un aumento de porcentaje de forma ascendente para el mejoramiento del color en el agua.

� El porcentaje de remoción de color obtenido para carbón activado (CA) en

polvo de 0.1 ppm, 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm con sulfato de aluminio liquido (SAL) de 40 ppm, 42 ppm, 44 ppm, 46 ppm, 48 ppm y 50 ppm es muy bueno ya que este, arrojó porcentajes mayores del 50% de remoción, generando así colores aproximados a cero en absorbancia, lo cual permitió cumplir con el objetivo propuesto.

12.2 AMBIENTAL

� Se utilizaron menores dosis del coagulante sulfato de aluminio líquido (SAL), que lo que normalmente se utiliza para la dosificación como producto individual, lo cual genera menos lodos en los tanques y mejora el impacto ambiental.

174

� Disminución de la dosis de carbón activado (CA) en polvo, que normalmente se utiliza para la dosificación de forma individual, ocasionando así un menor taponamiento en los filtros y mayor fluidez del agua tratada.

� Menos volumen de agua que se utiliza para el lavado de filtros, debido a la

disminución de lodo y carbón activado. 12.3 COSTOS

� En la dosificación de los insumos, como el carbón activado (CA) en polvo y sulfato de aluminio líquido, se dosificaron en menores cantidades de como se dosifican, como productos individuales; bajando las dosis de carbón activado en polvo de 3 ppm a 0.5 ppm (determinada como la dosis mas efectiva de CA) y de sulfato de aluminio liquido de 70 ppm a 42 ppm (determinada como dosis mas efectiva de SAL), logrando así una reducción de costos al dosificarlos juntos.

� Con la mezcla de carbón activado con 0.5 ppm y sulfato de aluminio liquido

con 42 ppm, se obtuvo una reducción de consumo y por lo tanto una reducción en costos de $62.401.994, logrando cumplir con el objetivo propuesto.

175

BIBLIOGRAFIA

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177

AANNEEXXOOSS

178

Anexo 1 Turbidimetro

EQUIPO DE MEDICION TURBIDIMETRO

REFERENCIA

2100AN MARCA HACH

CARACTERISTICAS TECNICAS

Exactitud +/-2% Sensibilidad +/-2% Estandarización Soluciones turbias de valores conocidos de turbiedad Calibración Patrones de Formazina Rangos 0-0.2 NTU 0-0.1 NTU 0-0.10 NTU 0-0.100 NTU 0-1000 NTU Tiempo de respuesta 1 Segundo Cantidad de muestra 50 mL Fuente de Energía 120V ó 220V Lámpara Tungsteno Halógeno

179

Anexo 2. Fotómetro EQUIPO DE MEDICION

FOTÓMETRO

REFERENCIA DR/2010

MARCA Hach


Rango longitud de onda 400-900nm Ancho de banda 12 +/- 2nm a 600 nm Exactitud de longitud de onda +/-2nm desde 400nm-700nm Resolución de longitud de onda 1 nm Lectura de la longitud de onda LCD de tres números (dígitos) Linealidad fotométrica +/-0.002 A (0-1 A constante) Repetibilidad fotométrica +/-0.005 A (0-1 A constante) Lámpara Tungsteno Halógeno Detector Fotodiodo de silicio realzado Por UV Lectura datos LCD cuatro números Modo de lectura transmitancia, Absorbancia

180

Anexo 3. Prueba de jarras EQUIPO DE MEDICION PRUEBA DE JARRAS

REFERENCIA PB 900

MARCA PHIPPS & BIRD

CARACTERISTICAS TECNICAS Espacio interior Altitud max 200 m Temperatura 5C y 40 C Humedad relativa 50% - 80% Voltaje +/- 10% del nominal Transciendes de voltaje Categoría II Requerimientos eléctricos 120 V AC, 60 Hz, 1ampere Lámpara fluorescente F30T12/CW/RS Fusible 1 ampere, tipo 3AG, slo-blo Velocidad de agitación min 5 RPM Max 300 RPM Tiempo de agitación min 1 segundo Max 99minutos, 59 segundos Frecuencia de la señal de tiempo min cada minuto Max 98 minuto Paletas de agitación 6 rectangulares y planas De eje de paleta con perilla Collar de ajuste y tornillos Vasos 6 rectangulares de 1L y 2 L

181

Anexo 4. Balanza Analítica EQUIPO DE MEDICION

BALANZA ANALITICA

REFERENCIA PB 153-S

MARCA METTLER AE 200


Precisión de indicación 0.001 g Capacidad máxima 151 g Repetibilidad (sd) 0.001 g Linealidad 0.002 g Tiempo de estabilidad 2 seg Pesa de ajuste Incorporada Peso neto (con embalaje) 4.9 Kg (6.5 Kg)

182

Anexo 5. pH-metro

EQUIPO DE MEDICION pH-metro

MARCA 691 METER


Valor pH pH =0.00 …….14.00 Voltaje U=-2000 ……..+2000 mv Temperatura T= -170.0 ……+1500 °C RESOLUCION Valor pH ∆ pH=0.01 Voltaje ∆ U=1mv Temperatura ∆ t=0.1°C Errores ∆ U=1mv ABSOLUTO Valor pH ±104 ±1 digito

183

Anexo 6. Curva de calibración de color

COLOR (upc) ABSORBANCIA

0 0 5 0,002

10 0,003 20 0,007 30 0,011 50 0,018

CURVA DE CALIBRACION ABS EN FUNCION DE UPC

y = 0,0004x - 0,0001

R20,9981 =

-0,002

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

0,02

0 10 20 30 40 50 60

COLOR (upc)

AB

SO

RB

AN

CIA

COLOR Lineal (COLOR)

NOTA: Color medido en absorbancia a una Longitud de onda de 435 nm, Según calibración efectuada en el equipo (Fotómetro Hach) por tecnólogos de la planta para el tipo de agua del Rió Otún.

184

Anexo 7. Ficha técnica Carbón Activado (CA)

Carbón Activado en Polvo

Ficha Técnica del Producto

Propiedades Físicas (AWWA B600-90)

Referencia CAA1 Número de Yodo 800 – 900mgI2/gCA Cenizas 4% – 5% Humedad 4% – 8% Densidad Aparente 300 – 400kg/m

3 Granulometría

1 (US Std.) Pasa 100 99%

Pasa 200 93% – 95%

Pasa 325 80%– 85%

Características

El Carbón Activado en Polvo es de origen vegetal, producido a partir de madera de reforestaciones y activado con vapor de agua. Estas condiciones lo convierten en un producto con gran variedad de meso y macroporos, especiales para la adsorción de materia orgánica.

Condiciones de Manejo

Además debe evitarse el contacto del producto con oxidantes fuertes, como ozono, oxígeno líquido, cloro y permanganato, ya que es un producto combustible.

Precauciones

El Carbón Activado no es un producto peligroso; sin embargo, cuando se encuentra pulverizado debe utilizarse protección respiratoria y para los ojos. Además se recomienda el uso de guantes.

185

Anexo 8. Ficha técnica sulfato de aluminio líquido (SAL)

Sulfato de Aluminio Tipo B Líquido

Ficha Técnica del Producto

Propiedades Químicas (NTC-531 5ª rev.)

Condiciones de Manejo

El producto debe ser almacenado y conducido empleando acero inoxidable, fibra de vidrio, PVC, Polietileno o cualquier otro material termoplástico. También es compatible con EPDM, Caucho Natural y Vitón. El producto no debe ponerse en contacto con materiales ferrosos ni poliuretano. Es deseable que el Sulfato de Aluminio Tipo B Líquido sea dosificado como se entrega o diluido hasta un 50%; concentraciones menores pueden ser utilizadas con el apoyo técnico de Sulfoquímica. Para la dosificación exacta y uniforme, debe ser usada una bomba de desplazamiento positivo. El producto no se deteriora con el tiempo mientras sea manejado bajo las condiciones explicadas.

Precauciones y Seguridad El producto no presenta alto riesgo en su manejo pero, por ser una sal ácida debe tratarse con cuidado. Se recomienda el uso de guantes y gafas protectoras. En los ojos y mucosas causa irritación; en caso de contacto debe enjuagarse con agua abundante.

El producto no emite gases y por lo tanto no causa efectos nocivos al ser inhalado.

Fórmula Química Al2(SO4)3 (a)

Densidad 1.320 - 1.335g/ml

Contenido de Alúmina 7.30%Al2O3 mín.

Contenido de Hierro 1.2%Fe2O3 máx.

Contenido de Insolubles 0.1% máx.

186

Anexo 9. Ensayo de jarras

• Las 6 jarras de 2000 mL se lavan y luego se purgan con el agua cruda que se va a utilizar.

• Se les adiciona a cada jarra 2000mL de agua cruda, todas deben quedar iguales.

• Adicionar simultáneamente las diferentes dosis de carbón activado en cada jarra con una mezcla rápida de 300 rpm durante 30 segundos para que el carbón activado entre en contacto con toda el agua cruda.

• Para que el carbón activado tenga un mejor tiempo de retención se coloca en un gradiente de 12 rpm entre 15 y 20 segundos.

• Se Aplica el coagulante sulfato de aluminio liquido en forma simultanea con una misma dosis para todas las jarras con una mezcla rápida de 300 rpm durante 1 minuto para que el sulfato de aluminio liquido tenga una buena dispersión en toda la jarra.

• Seguidamente se dejan en tres gradientes de floculación 42, 22 y 12 rpm durante 9 minutos cada uno.

• Tiempo de sedimentación de 15 minutos. • Se filtran las muestras con papel filtro y se toman cada una en un beaker

para realizar el análisis físico-químico.

187

Anexo 10. Grafico de gradiente de velocidad vs revo luciones por minuto (rpm), para jarra cuadrada de 1 L, jarra cuadrada d e 2 L, jarra redonda de 1 L y jarra redonda de 2 L.

188

Anexo 11. Color del agua cruda y tratada en unidad es platino cobalto (UPC) con su respectiva equivalencia en absorbancia (ABS 435 nm), de los ensayos de jarras realizados con carbón activado (C A) en mezcla con sulfato de aluminio líquido (SAL). Agua cruda

UPC

ABS

(435 nm)

UPC

ABS

(435 nm)

UPC

ABS

(435 nm) 20 0.0079 36 0.0143 54 0.0215 22 0.0087 37 0.0147 55 0.0219 23 0.0091 39 0.0155 56 0.0223 24 0.0095 40 0.0159 57 0.0227 25 0.0099 41 0.0163 59 0.0235 26 0.0103 42 0.0167 60 0.0239 27 0.0107 43 0.0171 71 0.0283 28 0.0111 44 0.0175 91 0.0363 29 0.0115 46 0.0183 205 0.0819 30 0.0119 47 0.0187 227 0.0907 31 0.0123 48 0.0191 228 0.0911 32 0.0127 49 0.0195 330 0.1319 33 0.0131 50 0.0199 350 0.1399 34 0.0135 52 0.0207 370 0.1474 35 0.0139 53 0.0211 790 0.3159

Agua tratada

UPC

ABS

(435 nm)

UPC

ABS

(435nm) 0 0.0000 12 0.0050 1 0.0005 14 0.0055 2 0.0010 15 0.0060 4 0.0015 16 0.0065 5 0.0020 17 0.0070 6 0.0025 19 0.0075 7 0.0030 20 0.0080 9 0.0035 21 0.0085 10 0.0040 22 0.0090 11 0.0045 36 0.0145

189

Anexo 12. Prueba para la determinación de aluminio residual. Reactivos • EDTA 0.02N • Acido Sulfúrico 0.02N • Acido Ascórbico 0.1% • Acetato de Sodio • Eriocromo cianina 10% Materiales • 3 pipetas graduadas de 1 mL, 5 mL y 10 mL • 6 tubos de ensayos gesler de 50 mL • 6 tapones • 1gotero • 1 pipeteador • 1 gradilla Prueba Primero se adicionan 25 mL de muestra a analizar en los tubos de ensayo. Para cada muestra se necesita de un blanco al cual solo a este se le adiciona 1 mL de EDTA. A la muestra y al blanco se les adiciona 1 mL de acido sulfúrico (H2SO4), 1 mL de acido ascórbico, 10 mL de acetato de sodio, 5 mL de eriocromo cianina al 10%, por ultimo se llena con agua destilada hasta completar 50 mL y se deja reposar entre 5 o 15 minutos para luego leer en el fotómetro su absorbancia a 535 nm.

190

Anexo 13. Tablas de parámetros físico-químicos y g ráficos de control, de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.4 ppm y 0.5 ppm de carbón activado con 40 ppm de sulfato de aluminio líquido.

Agua tratada Agua t ratada 0.4 ppm 0 .5 ppm

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

1 0.0147 0,0010 0,0000 0,0010 0,0000 2 0.0139 0,0010 0,0000 0,0010 0,0000 3 0.0139 0,0005 0,0010 0,0005 0,0010 4 0.0219 0,0055 0,0010 0,0035 0,0010 5 0.0183 0,0010 0,0000 0,0015 0,0010 6 0.0187 0,0015 0,0010 0,0010 0,0000 7 0.0155 0,0015 0,0010 0,0020 0,0000 8 0.0195 0,0020 0,0000 0,0020 0,0000 TOTAL 0,0140 0,0040 0,0125 0,0030

191

192

Anexo 14. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de control, de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm , 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 42 ppm de sul fato de aluminio líquido. Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.1 ppm 0.2 ppm 0.3 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

9 0.0095 0,0020 0,0000 0,0015 0,0010 0,0025 0,0000 10 0.0115 0,0030 0,0000 0,0035 0,0010 0,0070 0,0020 11 0.0079 0,0040 0,0000 0,0050 0,0000 0,0060 0,0000 12 0.0063 0,0045 0,0010 0,0055 0,0020 0,0045 0,0020 13 0.0087 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 0,0035 0,0030 14 0.0079 0,0010 0,0000 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 15 0.0119 0,0025 0,0010 0,0010 0,0000 0,0015 0,0010 16 0.0095 0,0025 0,0010 0,0015 0,0010 0,0035 0,0010

TOTAL 0,0210 0,0040 0,0210 0,0060 0,0300 0,0100 Agua trata Agua tratada 0.4 ppm 0.6 ppm

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

17 0.0171 0,0010 0,000 0,0010 0,0000 18 0.0163 0,0010 0,000 0,0015 0,0010 19 0.0131 0,0020 0,000 0,0035 0,0010 20 0.0183 0,0020 0,000 0,0020 0,0000 21 0.0167 0,0000 0,000 0,0010 0,0000 22 0.0131 0,0000 0,000 0,0010 0,0000 23 0.0119 0,0005 0,001 0,0010 0,0000 24 0.0143 0,0005 0,001 0,0000 0,0000

TOTAL 0,0070 0,0020 0,0110 0,0020

193

194

195

Anexo 15. Tablas de parámetros físico-químicos y gr áficos de control, de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm , 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 44 p pm de sulfato de aluminio líquido. Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.1 ppm 0.2 ppm 0.3 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

25 0.0119 0,0035 0,0010 0,0020 0,0000 0,0020 0,0000 26 0.0111 0,0025 0,0010 0,0020 0,0020 0,0035 0,0010 27 0.0107 0,0040 0,0020 0,0035 0,0010 0,0030 0,0000 28 0.0115 0,0040 0,0020 0,0040 0,0020 0,0025 0,0010 29 0.0103 0,0040 0,0020 0,0025 0,0010 0,0035 0,0010 30 0.0223 0,0010 0,0000 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 31 0.0175 0,0005 0,0010 0,0015 0,0000 0,0000 0,0000 32 0.0199 0,0020 0,0000 0,0025 0,0010 0,0030 0,0000

TOTAL 0,0215 0,0090 0,0190 0,0080 0,0175 0,0030 Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.4 ppm 0.5 ppm 0.6 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

33 0.0135 0,0015 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 34 0.0139 0,0005 0,0010 0,0000 0,0000 0,0020 0,0000 35 0.1479 0,0145 0,0010 0,0070 0,0020 0,0020 0,0000 36 0.1399 0,0030 0,0020 0,0035 0,0010 0,0040 0,0020 37 0.0211 0,0010 0,0000 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 38 0.0207 0,0040 0,0020 0,0015 0,0010 0,0020 0,0000 39 0.0183 0,0035 0,0010 0,0030 0,0000 0,0035 0,0010 40 0.0123 0,0025 0,0010 0,0040 0,0000 0,0060 0,0020

TOTAL 0,0305 0,0090 0,0205 0,0050 0,0210 0,0060

196

197

198

Anexo 16. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de control, de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm , 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 46 ppm de sul fato de aluminio líquido. Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.1 ppm 0.2 ppm 0.3 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

41 0.0159 0,0025 0,0010 0,0020 0,0000 0,0005 0,0010 42 0.0123 0,0020 0,0000 0,0015 0,0010 0,0010 0,0000 43 0.0123 0,0015 0,0010 0,0005 0,0010 0,0015 0,0010 44 0.0123 0,0025 0,0010 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 45 0.0087 0,0025 0,0010 0,0020 0,0000 0,0015 0,0010 46 0.0099 0,0015 0,0010 0,0020 0,0000 0,0010 0,0000 47 0.0227 0,0060 0,0000 0,0065 0,0010 0,0065 0,0010 48 0.0227 0,0075 0,0010 0,0070 0,0000 0,0070 0,0000

TOTAL 0,0260 0,0060 0,0230 0,0040 0,0205 0,0050 Agua tratada Agua tratada 0.5 ppm 0.6 ppm

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

49 0.0119 0,0030 0,0000 0,0025 0,001 50 0.0115 0,0015 0,0010 0,0025 0,001 51 0.0095 0,0035 0,0010 0,0040 0,000 52 0.0239 0,0005 0,0010 0,0005 0,001 53 0.0227 0,0000 0,0000 0,0005 0,001 54 0.0215 0,0000 0,0000 0,0000 0,000 55 0.0207 0,0005 0,0010 0,0005 0,001 56 0.0099 0,0000 0,0000 0,0000 0,000

TOTAL 0,0090 0,0040 0,0105 0,0050

199

200

201

Anexo 17. Tablas de parámetros físico-químicos y g ráficos de control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm , 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 48 p pm de sulfato de aluminio líquido. Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.1 ppm 0.2 ppm 0.3 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

57 0.0143 0,0060 0,0020 0,0060 0,0020 0,0065 0,0010 58 0.0107 0,0070 0,0000 0,0065 0,0010 0,0080 0,0000 59 0.0907 0,0075 0,0010 0,0075 0,0010 0,0075 0,0010 60 0.0911 0,0060 0,0000 0,0060 0,0000 0,0065 0,0010 61 0.0159 0,0015 0,0010 0,0020 0,0000 0,0020 0,0000 62 0.0135 0,0025 0,0010 0,0020 0,0000 0,0020 0,0000 63 0.0363 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010 64 0.0283 0,0005 0,0010 0,0015 0,0010 0,0015 0,0010

TOTAL 0,0325 0,0070 0,0330 0,0060 0,0355 0,0050 Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.4 ppm 0.5 ppm 0.6 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

65 0.0107 0,0005 0,001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 66 0.0115 0,0005 0,001 0,0005 0,0010 0,0000 0,0000 67 0.0103 0,0005 0,001 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 68 0.0215 0,0000 0,000 0,0000 0,0000 0,0005 0,0010 69 0.0207 0,0000 0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 70 0.0191 0,0000 0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 71 0.0123 0,0000 0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 72 0.0123 0,0000 0,000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

TOTAL 0,0015 0,0030 0,0005 0,0010 0,0005 0,0010

202

203

204

Anexo 18. Tablas de parámetros físico-químicos y gráficos de control de diferentes ensayos realizados, con dosis de 0.1 ppm , 0.2 ppm, 0.3 ppm, 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado con 50 p pm de sulfato de aluminio líquido.

Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.1 ppm 0.2 ppm 0.3 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

73 0.0235 0.0020 0.0000 0.0010 0.0000 0.0015 0.0010 74 0.0215 0.0050 0.0000 0.0035 0.0010 0.0045 0.0010 75 0.0139 0.0015 0.0010 0.0025 0.0010 0.0015 0.0010 76 0.0123 0.0010 0.0000 0.0020 0.0000 0.0025 0.0010 77 0.0115 0.0010 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 78 0.0131 0.0005 0.0010 0.0000 0.0000 0.0005 0.0010 79 0.0135 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0005 0.0010 80 0.0139 0.0015 0.0010 0.0010 0.0000 0.0015 0.0010

TOTAL 0.0125 0.0030 0.0100 0.0020 0.0125 0.0070 Agua tratada Agua tratada Agua tratada 0.4 ppm 0.5 ppm 0.6 pp m

Numero

Color agua cruda

X

R

X

R

X

R

81 0.0091 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 82 0.3159 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 83 0.1319 0.0010 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 84 0.0819 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 85 0.0207 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 86 0.0183 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 87 0.0199 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 88 0.0155 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

TOTAL 0.0010 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

205

206

Para los ensayos realizados con 0.4 ppm, 0.5 ppm y 0.6 ppm de carbón activado (CA) en polvo con 50 ppm de sulfato de aluminio liquido (SAL), no fue posible realizar los gráficos de control, debido a que los rangos (Rs) y promedios (X) tienden a cero y por lo tanto no es posible determinar los limites de control.

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TRABAJO DE GRADO NATALIA ANDREA GRANADOS CATAÑO T