Utilizacin del Agua

Agua potable

Agua para procesos industriales

Generacin de vapor

CalentamientosGeneracin de energa

Enfriamiento

OTROS EJEMPLOS DE PLANTAS POTABILIZADORAS

Impurezas del agua

Slidos en suspensin

Slidos disueltosEstn compuesto por Ca, Mg y menor proporcin Fe, Mn, Sr, y Ba, esta

composicin caracteriza la dureza total.

- Dureza Temporal

- Dureza Permanente

Gases disueltosO2 y CO2, generan corrosin

H2S y NH3, caracterstico por su mal olor

Tratamientos fsicos del agua

Este tratamiento se basa en separar los slidos orgnicos o inorgnicos y losgases de los lquidos.

Sedimentacin

Coagulacin

Floculacin

Filtracin Granulado

Rotatorio

Papel

Desgasificacin

Aireacin

De aireacin

Proceso de sedimentacin

El proceso de sedimentacin es la eliminacin de slidos suspendidos por accin de la fuerza de gravedad.

Tiempo de sedimentacin de algunas partculas

SEDIMENTABLES

NO SEDIMENTABLES

mm Partcula Tiempo (d= 0,3m)

10 Grava 0,3 s

1 Arena Gruesa 3,0 s

0,1 Arena fina 38 s

0,01 Limo 33 min

1x10-3 Bacterias 55 das

1x10-4 Coloides 230 das

1x10-5 Coloides 6,3 aos

Eliminacin de sustancias coloidales mediante coagulantes

La arcilla finamente dividida, slice, materia orgnica, bacterias yesporas de algas. Este tipo de impurezas coloidales se eliminanadicionando un COAGULANTE.(Sulfato de aluminio Al2(SO4)3,Cloruro ferrico Cl3Fe o Aluminato sodico NaAlO2)

COAGULANTE

POLIMERO

Desgasificacin

La presencia de gases disueltos ( O2, CO2, SH2, NH3 en otros) en el agua tienen una accin nociva, por lo cual tienen que ser eliminados.

Agua gases

AireAgua (O2

N2,CO2)

NH3, H2S

Agua (O2

N2,CO2)

Agua Vapor de agua

O2 , N2,CO2

Aireacin De aireacin

Dureza

Como aguas duras se consideran aquellas que requieren cantidades considerables de jabn para producir espuma y producen incrustaciones. En trminos de dureza las aguas pueden clasificarse as:

0 - 75 mg/l(ppm) Blanda

75 - 150 mg/l (ppm) Moderadamente dura

150 - 300 mg/l (ppm) Dura

> 300 mg/l (ppm) Muy dura

La dureza se expresa en mg/l de CaCO3.

Tratamientos qumicos del agua

Es utilizado para eliminar las sustancias disueltas que generan la dureza temporal opermanente, donde se convierten en sustancias insolubles o poco solublesadicionando reactivos qumicos, donde estos son eliminados por filtracin osedimentacin.

Proceso con cal en fri (Ca(OH)2), se reduce el carbonato (dureza temporal) hasta 50-60 ppm.

Ca(HCO3) + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3) + 2Ca(OH)2 2Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Ventajas

Agua potable

Aclara las aguas turbias

Disminuye la salinidad

Bajo costo

Desventajas

Reacciones incompletas

Gran volumen de lodo

Deficiente con alto contenido de Mg.

Proceso Cal Carbonato Sdico, se reduce la dureza permanente (cloruros, nitratos,silicatos y sulfatos de calcio y magnesio) hasta 15-50 ppm.

Dureza temporal

Ca(HCO3) + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3) + 2Ca(OH)2 2Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Dureza Permanente

CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

CaCL2 + Na2CO3 CaCO3 + NaCl

Componentes metlicos y no-metlicos del agua

En la prctica, se considera que la dureza es causada por ionesmetlicos divalentes capaces de reaccionar con el jabn paraformar precipitados y con ciertos aniones presentes en el aguapara formar incrustaciones.

Cationes Aniones

Ca+1 HCO-1

Mg+2 SO4-2

Sr+2 Cl-1

Fe+2 NO3-2

Mn+2 SiO3-2

En menor grado Al+3 y Fe+3 son considerados como iones causantes de dureza.

QU ES EL INTERCAMBIO INICO?

El intercambio inico es una reaccin qumica reversible, que tiene lugarcuando un ion de una disolucin se intercambia por otro ion de igual signoque se encuentra unido a una partcula slida inmvil.

Una representacin simplificada de lo que est sucediendo enlos sitios activos de la resina se puede ver en esta figura.

Tratamiento por intercambio Inico

El intercambio inico remueve del agua cruda los iones indeseablestransfirindolos a un material slido, almacenndolos en el esqueletodel material, cuando este se satura se regenera con una solucinfuertemente regeneradora que contiene la especie de ionesdeseables.

Los intercambiadores CATIONES(+) retienen iones cargados positivamente.

R-- H+

R-- H+

R-- H+

R-- H+

R-- H+

Los intercambiadores ANIONICOS (-) retienen iones cargados negativamente.

R+-OH-

R+-OH-

R+-OH-

R+-OH-

R+-OH-

Proceso de ablandamiento del Agua

Se utiliza un intercambiador catinico (zeolita) enriquecido con iones Na+,reduce la dureza del agua inclusive el Fe y Mn. Su regeneracin se realizacon una solucin de salmuera

Ciclo de trabajo

H2O,Ca+2

Mg+2H2O,Ca

+2

Mg+2

H2O,NaCO3

H2O,Ca+2

Mg+2

H2O,Ca+2

Mg+2

Ca(HCO3)2 + 2ZNa CaZ2 + 2Na(HCO3)

Ciclo regenerativo

H2O, NaClH2O, NaCl

H2O, NaCl, CaCl2, MgCl2

H2O, NaCl

H2O, NaCl

CaZ2 + 2NaCl 2NaZ + CaCl2

Reacciones del Proceso de ablandamiento

Ciclo de trabajo

Ca(HCO3)2 + 2ZNa CaZ2 + 2Na(HCO3)Mg(HCO3)2 + 2ZNa MgZ2 + 2Na(HCO3)

SO4Ca + 2ZNa CaZ2 + SO4NaSO4M g + 2ZNa MgZ2 + SO4Na

MgCl2 + 2ZNa MgZ2 + 2NaClCaCl2 + 2ZNa CaZ2 + 2NaCl

Regeneracin

CaZ2 + 2NaCl 2NaZ + CaCl2

MgZ2 + 2NaCl NaZ2 + MgCl2

Proceso de ablandamiento del agua

OPERACIN DE ABLANDAMIENTO

ABIERTO CERRADO

ABLANSD. 1,2 3,4,5

REGENRADO 5,2 1,3,4

LAVADO 3,4 1,2,5

1

2

3

5 4

DESMINERALIZADODEL AGUA

En la industria ciertos procesos requieren agua libre de sales y metales y gases para ello se utilizan dos lechos:

Lecho catinico (H+) para eliminar los metales

Lecho aninico (OH-) para eliminar las sales

RESINA CATIONICA

CICLO DE TRABAJO

2H-R + MgSO4Mg-R + H2SO4

2H-R + Ca(HCO3)2 Ca-R + 2H2CO3Ciclo regenerativo: Cuando los iones H se agotan se regeneran

con HCl o H2SO4 diluido

Mg-R+ 2HCl 2H-R + MgCl2Ca-R + H2SO4 2H-R + CaSO4

Resina aninica

CICLO DE TRABAJO

2OH-R + H2SO4 SO4-R + 2H2O

2OH-R + H2 CO3 CO3-R + 2H2O

OH-R + HCl Cl-R + H2O

Ciclo regenerativo: Cuando los iones OH se agotan se regeneran con NaOH diluido

SO4-R+ 2 NaOH 2OH-R + Na2SO4CO3-R + 2NaOH 2OH-R + Na2SO4

Proceso de osmosis inversa

Si se coloca agua pura en un recipiente y en otro compartimiento del mismo secoloca una solucin de sales, separndolas una membrana semipermeable, seproduce una presin que hace que el agua pura se difunda a travs de lamembrana y diluya la solucin.

Si a la celda que contiene la solucin concentrada se aplica una presinmayor a la presin natural osmtica opuesta, entonces ocurre un flujo deagua pura a travs de la membrana hacia el compartimiento de agua puray como consecuencia de ello, se produce un aumento de la salinidad de lasolucin ms concentrada.

Desinfeccin

Desinfeccin es el termino aplicado a aquellos procesos en las cualesmicroorganismos patgenos son destruidos.

Cloracin: El cloro es utilizado principalmente como desinfectante para elcontrol de microorganismos en aguas de consumo, aguas residuales,piscinas. Tambin para la oxidacin del hierro y manganeso.

Ventajas:

Es relativamente barato.

Solubilidad alta

A altas concentraciones es inocuo para el consumo humano

Agente oxidante

Desventaja

Es un gas venenoso

Es altamente corrosivo

Forma fenoles por ello su olor.

Bromo: Tiene caractersticas similares a las del cloro.

Radiacin ultravioleta: El agua, el aire y los alimentospueden ser desinfectados mediante radiacinultravioleta, luz de 30-3650 A, emitida por unalmpara de vapor de mercurio y cuarzo.

Ozono: El ozono, O3, es un gas azul, muy toxico einestable es un potente germicida.