TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALES 1

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1 TECNOLOGÍA Y SERVICIOS INDUSTRIALES 1 AGUA PARA LA INDUSTRIA Docentes: Daniel Ghislieri Verónica Díaz COMBUSTIÓN Docente: Miguel Baldriz

2 BIBLIOGRAFÍA Marks R.H., "Water Treatment", Parte I, Power Special Report, Dic Marks R.H., "Water Treatment", Parte II, Power Special Report, Mar Betz, "Handbook of Industrial Water Conditioning", 8th Ed., 1980 Sawer, Mc Carty, "Chemistry for Environmental Engineering", Mc Graw Hill, Nordell, E., "Tratamiento de Agua para la Industria y otros usos", Reinhold, CECSA, Nalco, "The Nalco Water Handbook", 2nd. Ed., 1988 Hammer, P., Jackson, J., Thurston, E.F., "Industrial Water Treatment Practice", Butterworths, "Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater", American Public Health Assoc., American Water Works Assoc., Water Pollution Control Federation, 14th Ed

3 PROPIEDADES DEL AGUA NATURAL GRAN RANGO EN EL QUE PERMANECE EN ESTADO LIQUIDO PUNTOS ALTOS DE FUSION Y VAPORIZACIÓN ALTOS CALORES DE FUSIÓN Y VAPORIZACIÓN EXCELENTE SOLVENTE POLAR

4 RESERVAS MUNDIALES DE AGUA Océanos % Aguas Continentales 2.61% Casquetes polares, glaciares 1.83% Lagos agua dulce % Lagos agua salada % Gastos de los ríos % Zona de raíces (suelos) % Aguas subterráneas (h < 750m) 0.339% Aguas subterráneas (750 <h < 3800m) 0.424% Agua Atmosférica 0.001%

5 RESERVAS MUNDIALES DE AGUA EN FORMA RESUMIDA: 97 % Agua oceánica 2 % Agua glaciares 1 % Agua fresca utilizable por el hombre

6 CICLO HIDROLÓGICO ATMÓSFERA PRECIPITACIÓN ESCORRENTÍA INFILTRACIÓN EVAPORACIÓN HUMEDAD SUELOS AGUAS SUBTERRÁNEAS EVAPOTRANSPIRACIÓN OCÉANO

7 PRINCIPALES CONSTITUYENTES DEL AGUA NATURAL SUSTANCIAS DISUELTAS SUSTANCIAS SUSPENDIDAS GASES DISUELTOS MICROORGANISMOS

8 ANIONES: SUSTANCIAS DISUELTAS HCO 3 - SO 4= Cl - NO 3 - SiO 3 = OH - CATIONES: H + Ca ++ Mg ++ Na + Fe ++ Mn ++ MATERIA ORGÁNICA SOLUBLE

9 SUSTANCIAS DISUELTAS BICARBONATOS Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 0 Mg(HCO 3 ) 2 MgCO 3 + CO 2 + H H 2 0 Mg(OH) 2 + CO 2 NaHCO 3 Na 2 CO 3 + CO 2 + H H 2 0 NaOH+ CO 2

10 SULFATOS CaSO 4: SUSTANCIAS DISUELTAS 40 t (ºC) MgSO 4 : sal muy soluble Na 2 SO 4 : sal muy soluble

11 SUSTANCIAS DISUELTAS CLORUROS MgCl 2 CaCl 2 NaCl SILICATOS Fe, Mn

12 SUSTANCIAS SUSPENDIDAS ORIGEN: INORGÁNICAS (arcillas, limo, carbonato de calcio, sílice, hidróxido de hierro (III), azufre coloidal) ORGÁNICAS (vegetales finamente divididos, aceites y grasas, algas, microorganismos)

13 SUSTANCIAS SUSPENDIDAS EFECTOS: SEDIMENTO TURBIDEZ

14 GASES DISUELTOS O 2 CO 2 H 2 S CH 4

15

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17 MICROORGANISMOS bacterias cianobacteria clorofitas

18 DEFINICIONES DE TRABAJO Impurezas en el agua natural - ~ 1000 mg/l % - pureza 99.9 %

19 DEFINICIONES DE TRABAJO - mg/l - p.p.m. - mg/l en CaCO 3 ( mg / L) M = ( mg / L) M encaco3 P. E. CaCO P. E. M 3

20 DEFINICIONES DE TRABAJO mg/l meq/l mg/l en CaCO 3 Ca CaO CaCO Ca(HCO 3 ) CaCl CaSO Ca(NO 3 )

21 SELECCIÓN DEL VALORANTE V N = V N V N ( mg / L) M = 2 2 P. E. M 1000 V M ( mg / L) M mg L M P. E. CaCO encaco3 = ( / ) P. E. M 3

22 SELECCIÓN DEL VALORANTE V N ( mg / L) M encaco3 = P E M 1000 V P. E. M M V N ( mg / L) MenCaCO3 = V M V - Si N 2 = 1/50 ( mg / L) MenCaCO3 = V M

23 EQUIVALENCIAS Grado Americano de Dureza < > 1 grain CaCO 3 / U.S. gallon (17.1 ppm en CaCO 3 ) Grado Inglés de Dureza (Clark) < > 1 grain CaCO 3 / U.K. gallon (14.3 ppm en CaCO 3 ) Grado Francés de Dureza < > 1 parte CaCO 3 / 10 5 partes agua (10 ppm en CaCO 3 ) Grado Alemán de Dureza < > 1 parte CaO / 10 5 partes agua (17.9 ppm en CaCO 3 ) Grado Ruso de Dureza < > 1 parte Ca / 10 6 partes agua (2.5 ppm en CaCO 3 )

24 SÓLIDOS TOTALES SÓLIDOS TOTALES: : materia que permanece como residuo de evaporación n y secado a ºC. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS: idem anterior, realizado sobre una muestra previamente filtrada.

25 SÓLIDOS TOTALES Según n la definición Medidas de Conductividad Cálculo a través del Análisis

26 ALCALINIDAD Capacidad de un agua para neutralizar ácidos

27 ALCALINIDAD CO = 3 + H 2 0 HCO OH - HCO 3- + H 2 0 H 2 CO 3 + OH - NH 3 + H 2 0 NH 4+ + OH - CH 3 COO - + H 2 0 CH 3 COOH + OH -

28 ALCALINIDAD ALCALINIDAD P (a la Fenolftaleína) P = ml ml H 2 SO4 muestra 1000 (hasta ph = 8.3) con N H2SO4 = 1/50

29 ALCALINIDAD ALCALINIDAD M (al Naranja de Metilo) M = ml ml H 2 SO4 muestra 1000 (hasta ph = 4.5) con N H2SO4 = 1/50

30 ALCALINIDAD ph ml ácido

31 ALCALINIDAD ph = 8.3 ph =

32 ALCALINIDAD - MEDIDAS S DE P y M - MEDIDAS S DE P, M y ph

33 ALCALINIDAD - MEDIDAS S DE P, M y ph [ OH ] = H Kw [ ] + [ ] ( ph pkw) OH = [ ] = CO = 2 ( P OH ) 3 mg / L CaCO3 10 mg / L CaCO3 [ ] = HCO = M CO OH ) 3 mg / L CaCO3 ( 3

34 ALCALINIDAD - MEDIDAS S DE P y M - MEDIDAS S DE P, M y ph - ECUACIONES DE EQUILIBRIO

35 DUREZA Se consideran aguas duras a las que producen problemas de incrustación n en las cañer erías de agua caliente, calentadores, calderas y todas aquellas unidades en las cuales la temperatura del agua aumenta apreciablemente. Causas: cationes divalentes metálicos.

36 DUREZA mg/l en CaCO 3 Grado de Dureza 0 75 Blandas Moderadamente blandas Duras > 300 Muy duras

37 TIPOS DE DUREZA DUREZA TEMPORARIA: asociada a carbonatos y/o bicarbonatos DUREZA PERMANENTE: asociada a sulfatos, cloruros y nitratos.

38 TIPOS DE DUREZA D T = D Ca + D Mg D T = DC + DNC

39 TIPOS DE DUREZA CASO 1 Ca Mg ++ Na Na + HCO - 3 SO = 4 Cl - D T > Alc T D Temp = Alc T D Perm = D T -Alc T

40 TIPOS DE DUREZA CASO 2 Ca Mg ++ Na Na + HCO - 3 SO = 4 Cl - D T < Alc T D Temp < Alc T D Temp = [Ca ++ ] + [Mg ++ ]

41 TIPOS DE DUREZA ORDEN DE LLENADO DE BARRAS CATIONES: Ca ++, Sr ++, Mg ++, Na + ANIONES: OH -, CO 3=, HCO 3-,SO 4=, Cl -

42 ACIDEZ - CO 2 - ACIDEZ MINERAL

43 ACIDEZ ph ACIDEZ POR CO 2 ACIDEZ MINERAL ml soda

44 TURBID IDEZ MÉTODOS DE MEDIDA - TURBIDIMÉTRICO Determina la fracción de luz trasmitida Ej.: Turbidímetro de Jackson - NEFELOMÉTRICO Determina la fracción de luz dispersada

45 TURBID IDEZ

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