UNIVERSIDAD DE SONORA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA & METALURGIA

OPERACIONES UNITRIAS II

“MODELO DE DISPERSIÓN PARA DESCRIBIR LA REMOCIÓN DE CARBONO DE AGUAS RESIDUALES EN UN REACTOR DE FLUJO ASCENDENTE DE LECHO FIJO CON UN EMPAQUE HEXAGONAL DE

FELDESPATO”

LAZARO CISNEROS RODELO

INTRODUCCIÓN

a) YA HAN SIDO UTILIZADOS DIFERENTES EMPAQUES EN ESTE TIPO DE FILTROS: PLÁSTICOS ,ROCAS, MADERA, VIDRIO, ETC.

b) TIENEN VENTAJAS ESTOS FILTROS EMPACADOS EN COMPARACIÓN CON LOS LODOS ACTIVADOS.

c) LOS FILTROS EMPACADOS TIENEN UNA ALTURA DE 6-12 M. Y FLUJOS DE 80-110 M2/D-M3.

SIGUE UNA CINÉTICA DE SEUDO PRIMER ORDEN DS/DZ = -KSX K=CTE 1ER ORDEN, S=CARBONO MEDIDO, X= SÓLIDOS VOL. Sd) SE HAN USADO REACTORES DE TANQUE CONTINUO AGITADO Y DE FLUJO

PISTÓN. E) FELDESPATO HEXAGONAL USADO: (NA2O-AL2O3-6SIO2)

EL REACTOR TIENE LOCALIZADO TRES PUERTOS DE MUESTRAS EN INTERVALOS DE 0,5 M.

REACTOR BIOLOGICO DE FLUJO ASCENDENTE CON UN LECHO EMPACADO DE FELDESPATO HEXAGONAL

FELDESPATOS

LOS FELDESPATOS SON UN GRUPO DE MINERALES TECTO Y ALUMINOSILICATOS QUE CORRESPONDEN EN VOLUMEN A TANTO COMO EL 60 % DE LA CORTEZA TERRESTRE.

PROCESO DE EXTRUSIÓN DE METALES

LA EXTRUSIÓN ES UN PROCESO UTILIZADO PARA CREAR OBJETOS CON SECCIÓN TRANSVERSAL DEFINIDA Y FIJA. POSTERIOR AL PROCESO DE EXTRUSIÓN SE SOMETIÓ EL MATERIAL A UN PROCESO DE SINTERIZADO A 1100 °C POR UN PERÍODO DE 4 HORAS.

PROCESO

a) REMOCIÓN DE CARBONO DE AGUAS RESIDUALESb) USO DE EMPAQUES HEXAGONALES DE FELDESPATOc) VOLUMEN TOTAL DEL REACTOR DE 30.7 L.d) PRUEBAS CON AIREACIÓN Y SIN ELLA PARA DETERMINAR EL NÚMERO

DE DISPERSIÓN.e) SE UTILIZÓ TRAZADOR KCL.f) SE UTILIZÓ UN MODELO AXIAL Y LA REACCIÓN DE MONOD PARA

DETERMINAR LA REMOCIÓN DE CARBONO.g) SE UTILIZÓ UNA MEZCLA DE AGUA RESIDUAL DOMÉSTICA E INDUSTRIAL.h) SE USARON PRUEBAS EN FLUJO ASCENDENTE Y CUATRO CARGAS

HIDRAÚLICAS. Desde (1.08x10-4---4.32x10-4) m3/s m2i) REMOCIÓN DE DQO 95% CON RESPECTO AL 85%

MATERIALES Y MÉTODOS

A) EL REACTOR TIENE 2 M DE ALTURA Y .14 M DE DIÁMETROB) FLUJO DE AIRE DE 0.3L/MIN. PARA MANTENER UNA CONCENTRACION MAYOR A 2 mg/L.C) EL AGUA RESIDUAL UTILIZADA ES UNA MEZCLA DE AGUAS RESIDUALES E

INDUSTRIALES.D) EL REACTOR SE INOCULÓ CON LODOS ACTIVADOS DE UN REACTOR AEREADO.E) SE OPERO EN BATCH DURANTE UN MES PARA QUE LA BIOPELICULA CUBRIERA EL

FELDESPATO. DESPUES SE CAMBIA A MODO CONTINUO CON CARGAS DE:

L1= 1.08 x10−4 (m3/s m2), L2= 2.16 x 10−4 (m3/s m2), L3= 3.24x 10−4 (m3/s m2) and L4= 4.32 x 10-4 (m3/s m2).F) DESPUES DE CADA CARGA EL REACTOR SE OPERÓ UNA SEMANA.G) LAS MUESTRAS FUERON TOMADAS EN CADA PUERTO Y A LA SALIDA DEL

REACTORH) SE USARON 120 PIEZAS DE FELDESPATO DE 5 CM DE LARGO, 6 PAREDES

CONCENTRICAS,I) AREA SUPERFICIAL DE 275.3 M2/M3 Y PESO DE 52 G.J) EL VOLÚMEN DEL EMPAQUE FUE DE 5.78 L (23%)K) EL VOLÚMEN DEL LIQUIDO FUE DE 25 L.

DIMENSIONES DEL FELDESPATO DE SODIO

MÉTODO DE ARQUÍMIDES PARA INTRUSIÓN DE MERCURIO

A)SE REALIZARON TENSIONES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES PARA DETERMINAR SU APOYO

B)PRUEBAS DE RESISTENCIA QUÍMICA POR 10 DÍAS CON ÁCIDOS AL 10% DE SULFÚRICO, CLORHÍDRICO, NÍTRICO E HIDROFLUÓRICO.

C)CADA 12 HORAS SE MIDIÓ EL PESO DEL EMPAQUE PARA DETERMINAR SU REACTIVIDAD CON ÁCIDOS.

CARACTERÍSTICAS Y PRUEBAS DEL EMPAQUE DE FELDESPATO

PRUEBAS DE DISPERSIÓN

A) SE REALIZARON PRUEBAS CON AEREACIÓN 0.3 L/min. Y 0 L/min.B) EL EXPERIEMENTO SE REALIZO PARA OBTENER LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓNC) SE UTILIZÓ KCl COMO TRAZADOR PARA CHECAR LAS DIFERENTES

CONCENTRACIONES DE ENTRADA Y SALIDA

NÚMERO DE DISPERSIÓN USADO

MODELO

MODELO APLICADO PARA DESCRIBIR LA REMOCIÓN DE CARBONO Y SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLÁTILES

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

LOS EMPAQUES DE FELDESPATO MUESTRAN UN BUEN DESEMPEÑO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y ALTA RESITENCIA A LOS ÁCIDOS, ADEMÁS DE SER FÁCIL DE PREPARARSE A UN BAJO COSTO. DURANTE EL EXPERIMENTO FUE POSIBLE REMOVER HASTA UN 95% DEL INFLUENTE DE DQO EN COMPARACIÓN DE UN 85% REPORTADO POR OTROS MÉTODOS.

POR SU ATENCIÓN.