AO DEL DEBER CIUDADANO

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA TEMA:

CTEDRACATEDRTICO ALUMNO :

::

Ciencias AmbientalesIng. JOSE POMALAYA VALDES

CAMARGO CAYSAHUANA, Andrs

SEMESTRE

:

IX

HUANCAYO - PER 2007

La Contaminacin AmbientalEl aumento continuo de la poblacin, su concentracin progresiva en grandes centros urbanos y el desarrollo industrial ocasionan, da a da, ms problemas al medio ambiente conocidos como contaminacin ambiental. sta consiste en la presencia de sustancias (basura, pesticidas, aguas sucias) extraas de origen humano en el medio ambiente, ocasionando alteraciones en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. 1. Efectos de la contaminacin. Los efectos se manifiestan por las alteraciones en los ecosistemas; en la generacin y propagacin de enfermedades en los seres vivos, muerte masiva y, en casos extremos, la desaparicin de especies animales y vegetales; inhibicin de sistemas productivos y, en general, degradacin de la calidad de vida (salud, aire puro, agua limpia, recreacin, disfrute de la naturaleza, etc.). 2. Causantes de la contaminacin. Los causantes o contaminantes pueden ser qumicos, fsicos y biolgicos. Los contaminantes qumicos se refieren a compuestos provenientes de la industria qumica. Pueden ser de efectos perjudiciales muy marcados, como los productos txicos minerales (compuestos de fierro, cobre, zinc, mercurio, plomo, cadmio), cidos (sulfrico, ntrico, clorhdrico), los lcalis (potasa, soda custica), disolventes orgnicos (acetona), detergentes, plsticos, los derivados del petrleo (gasolina, aceites, colorantes, diesel), pesticidas (insecticidas, fungicidas, herbicidas), detergentes y abonos sintticos (nitratos, fosfatos), entre otros. Los contaminantes fsicos se refieren a perturbaciones originadas por radioactividad, calor, ruido, efectos mecnicos, etc. Los contaminantes biolgicos son los desechos orgnicos, que al descomponerse fermentan y causan contaminacin. A este grupo pertenecen los excrementos, la sangre, desechos de fbricas de cerveza, de papel, aserrn de la industria forestal, desages, etc. 3. Formas de contaminacin. Se manifiesta de diversas formas: La contaminacin del aire o atmosfrica se produce por los humos (vehculos e industrias), aerosoles, polvo, ruidos, malos olores, radiacin atmica, etc. Es la perturbacin de la calidad y composicin de la atmsfera por sustancias extraas a su constitucin normal. La contaminacin del agua es causada por el vertimiento de aguas servidas o negras (urbanos e industriales), de relaves mineros, de petrleo, de abonos, de pesticidas (insecticidas, herbicidas y similares), de detergentes y otros productos.

La contaminacin del suelo es causada por los pesticidas, los abonos sintticos, el petrleo y sus derivados, las basuras, etc. La contaminacin de los alimentos afecta a los alimentos y es originada por productos qumicos (pesticidas y otros) o biolgicos (agentes patgenos). Consiste en la presencia en los alimentos de sustancias riesgosas o txicas para la salud de los consumidores y es ocasionada durante la produccin, el manipuleo, el transporte, la industrializacin y el consumo. La contaminacin agrcola es originada por desechos slidos, lquidos o gaseosos de las actividades agropecuarias. Pertenecen a este grupo los plaguicidas, los fertilizantes' los desechos de establos, la erosin, el polvo del arado, el estircol, los cadveres y otros. La contaminacin electromagntica es originada por la emisin de ondas de radiofrecuencia y de microondas por la tecnologa moderna, como radares, televisin, radioemisoras, redes elctricas de alta tensin y las telecomunicaciones. Se conoce tambin como contaminacin ergomagntica. La contaminacin ptica se refiere a todos los aspectos visuales que afectan la complacencia de la mirada. Se produce por la minera abierta, la deforestacin incontrolado, la basura, los anuncios, el tendido elctrico enmaraado, el mal aspecto de edificios, los estilos y los colores chocantes, la proliferacin de ambulantes, etc. La contaminacin publicitaria es originada por la publicidad, que ejerce presiones exteriores y distorsiona la conciencia y el comportamiento del ser humano para que adquiera determinados productos o servicios, propiciando ideologas, variaciones en la estructura socioeconmica, cambios en la cultura, la educacin, las costumbres e, incluso, en los sentimientos religiosos. La contaminacin radiactiva es la resultante de la operacin de plantas de energa nuclear, accidentes nucleares y el uso de armas de este tipo. Tambin se la conoce como contaminacin neutrnica, por ser originada por los neutrones, y es muy peligrosa por los daos que produce en los tejidos de los seres vivos. La contaminacin sensorial es la agresin a los sentidos por los ruidos, las vibraciones, los malos olores, la alteracin del paisaje y el deslumbramiento por luces intensas. La contaminacin snica se refiere a la produccin intensiva de sonidos en determinada zona habitada y que es causa de una serie de molestias (falta de concentracin, perturbaciones del trabajo, del descanso, del sueo). La contaminacin cultural es la introduccin indeseable de costumbres y manifestaciones ajenas a una cultura por parte de personas y medios de comunicacin, y que son origen de prdida de valores culturales. Esta conduce a la prdida de tradiciones y a serios problemas en los valores de los grupos tnicos, que pueden entrar en crisis de identidad.

1. PROBLEMAS RESUELTOS DE AGUA 1.1. Calcular la dureza de las siguientes aguas ricas en sales de magnesio, cuyos anlisis dan los siguientes resultados: a) 4.10-4 M en Mg2+ Solucin Considerando la equivalencia: 1 mol Mg2+ se hace corresponder con 1 mol de CaCO34.10 - 4 M en Mg 2 + =Dureza =

4.10 -4 M en Mg 2 + 1 mol CaCO 3 100 .09 g CaCO 3 10 3 mg CaCO 3 x x x 1 l agua 1 mol CaCO 3 1 g CaCO 3 1 mol Mg 2 +3

40 mg CaCO 1l agua

= 40 ppm CaCO

3

b) 100 ppm en MgCO3 Solucin Considerando la equivalencia: 1 mol MgCO3 se hace corresponder con 1 mol de CaCO3100 ppm MgCO 3 = 100 mg MgCO 3 1 g MgCO 3 1 mol MgCO 3 x 3 x x 1l agua 10 mg MgCO 3 84 .32 g MgCO 3

1 mol CaCO 3 100 g CaCO 3 10 3 mg CaCO 3 x x 1 mol MgCO 3 1 mol CaCO 3 1 g CaCO 3Dureza = 119 mg CaCO 1l agua3

=119 ppm CaCO

3

c) 60 ppm en Mg2+ Solucin60 ppm Mg2+

=

60 mg Mg 1l agua

2+

x

1 mol CaCO 3 1 g Mg 2+ 1 mol Mg 2+ x x x 3 2+ 2+ 10 mg M 24 .31 g Mg 1 mol Mg 2+3

100 ,09 g CaCO 1 mol CaCO 3Dureza = 247 mg CaCO 1l agua3

x

10 3 mg CaCO 1 g CaCO 3

3

=247 ppm CaCO

3

1.2. Un agua industrial tiene una concentracin de 4.10-4 M en Ca2+ Cul es su dureza? Solucin La dureza se expresa como mg CaCO3/1 l agua, o lo que es lo mismo en ppm de CaCO3.

Dureza =

4 x10 4 mol Ca 2 + 1 mol CaCO 3 100 .09 g CaCO x x 1l agua 1 mol CaCO 3 1 mol Ca 2 40 mg CaCO 3 = 1l agua= 40 ppm CaCO3

3

x

10 3 mg CaCO 1 g CaCO 3

3

=

Dureza

1.3. Cul es la dureza de un agua natural que tiene una concentracin de 80 ppm en CaCO3? SolucinDureza = 80 mg CaCO3

/ 1l agua

= 80 ppm en CaCO

3

1.4. Cul ser la dureza de un agua industrial que tiene una concentracin de 60 ppm en Ca2+? Solucin60 ppm Ca 2+ = 1 mol CaCO 3 60 mg Ca 2 + 1 g Ca 2 + 1 mol Ca 2+ x 3 x x x 2+ 2+ 1l agua 10 mg Ca 40 .08 g Ca 1 mol Ca 2+3

100 .09 g CaCO 1 mol CaCO 3Dureza = 150 ppm CaCO3

10 3 mg CaCO x 1 g CaCO 3

3

=

150 mg CaCO 1l agua

3

1.5. Un agua de un manantial fue tratada con Na 2CO3, para reducir la dureza. Despus del tratamiento la dureza se ha reducido hasta 10 ppm de CaCO3 Cul ser la concentracin de CO32- en el equilibrio? Dato: Ks/CaCO3/ = 5.0 x 10-9 Solucin Conociendo la reaccin de precipitacin del CaCO3 y el equilibrio de solubilidad del mismo, podemos calcular la concentracin del anin carbonato existente en el equilibrio.Ca (+2 ) + Na 2 CO 3( s ) CaCO aqCaCO3( s ) 3( s )

+ 2 Na +1

Ca (+2 ) + CO 3 (2aq ) aq

10 ppm CaCO 3 =

10 mg CaCO 3 1 g CaCO 3 1 mol CO 3 2 1 mol Ca +2 x 3 x x 1l agua 10 mg CaCO 3 100 .09 g CaCO 3 1 mol Ca +2 mol CO 3 2 1l H 2 O

= 10 x10 5

K s = Ca +2 CO 3 2 CO 3 2 =

[

][

]

[

K 5 ] [Ca ] = 10xx10 10 [CO ] = 5 x10 Ms +2

9 5

= 5 x10 5

mol CO 3 2 1l H 2 O

2 3

5

1.6. El anlisis de un agua natural indica que es 4.10-4 M en Mg2-, 6.10-4 M en Ca2y 8.10-4 M en HCO3-. Si se requiere ablandar dicha agua por el mtodo de la cal de la sosa [Ca(OH)2 y Na2CO3], calcule la cantidad de hidrxido de calcio y de carbonato de sodio que ser necesario emplear por cada m3 de agua. Solucina. 4 x10 4 M M g b. 6 x10 4 M Ca+2 +2 3 +2

c. 8 x10 4 M HCO

El agua de parida contiene M g

, Ca

+2

y HCO

3

en diferentes

concentrac :

iones , por lo

que habr que aadir cal y sosa . Para el clculo de Na 2 CO 3 necesario , se tiene la siguiente

reaccin

Mg Adicin de Sosa :

+2

+ Na 2 CO 3 MgCO

3

+ 2 Na

+

g Na 2 CO 4 x 10 4 mol Mg +2 mol Na 2 CO 3 106 g Na 2 CO 3 10 3 l x x x =42 .4 +2 3 1l 1 mol Na 2 CO 3 1 m mol Mg m3 Para el clculo de Ca (OH ) 2 necesario se tiene la sgte reaccin : Ca +2 ( agua dura ) + 2 HCO 3 + Ca (OH ) 2 2 CaCO 3

+ 2 H 2O

8 x10 4 mol HCO 3 1 mol Ca (OH ) 2 10 3 l mol Adicin de cal = x x = 0.4 3 3 1l agua 2 mol HCO 3 1m m

0.4 mol Ca (OH ) 2 74 g Ca (OH ) 2 g Ca (OH ) 2 x = 29 .6 3 1 mol Ca (OH ) 2 m m3 g Ca (OH ) 2 Adicin de cal = 29 .6 m3 = Los cambios de concentracin que ha implicado esta adicin de cal se tiene en la siguiente tabla: Ca (OH ) 2 C O 3 aC C +2 a HCO 3 (A gua dura ) ( Agua dura ) (Re activo ) (Pr oducto ) 6x10-4 8 x10-4 +4 x10-4 -4 x10-4 -8 x10-4 -4 x10-4 +8 x10-4

Concentraciones Iniciales Concentraciones cal aadida Cambio por precipitacin Concentraciones despus de precipitacin

2 x10-4

0

0

8 x10-4

El exceso de Ca+2 que ha quedado sin precipitar se elimina por adicin de Na2CO3 (sosa).Ca +2 ( residual agua dura ) + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2 Na +

Adicin de sosa =

2 x10 4 mol Ca +2 1 mol Na 2 CO 3 10 3 l 106 g Na 2 CO 3 x x x l Agua 1 mol Ca +2 1 m 3 1 mol Na 2 CO 3 g Na 2 CO 3 m3

= 21 .6

Cantidad de Na 2 CO 3 total = 42 .4 + 21 .6 = 63 .6 Cantidad de Ca (OH ) 2 = 29 .6 g Ca (OH ) 2 m3

g Na 2 CO 3 m3

1.7. Una muestra de agua residual que llega a una depuradora fue sometida al ensayo de incubacin reglamentario para la determinacin del parmetro DBO5. Para ello, y dado que previsiblemente el valor de DBO5 ser alto, se diluyeron 25 ml del agua residual hasta un litro con agua exenta de oxgeno. En esta nueva disolucin se determina la concentracin del oxgeno disuelto antes del ensayo de incubacin y al finalizar el mismo, despus de 5 das, obtenindose los valores de 9 y 1 mgO2/l respectivamente. Cul es el valor del parmetro DBO5? Solucin Sabiendo que la DBO5 es la diferencia entre la concentracin inicial y final de oxgeno disuelto, y teniendo en cuenta el grado de dilucin.DBO 5 = mg O2 l agua residual 9 mg O2 1 mg O2 8 mg O2 = l agua l agua l agua

Dis min ucin de O2 disuelto = DBO 5 = DBO 5

8 mg O2 1l agua ( dilucin ) 10 3 ml agua ( residual ) x x l agua ( dilucin ) 25 ml agua ( residual ) 1l agua ( residual ) mg O2 = 320 = 320 ppm O2 1lagua ( residual )

1.8. Una muestra de 50 ml de un agua residual se diluy hasta 500 ml con agua exenta de oxgeno y se determin la concentracin en oxgeno disuelto de la muestra diluida, que result ser de 6 ppm. Al cabo de 5 das de incubacin volvi a repetirse la determinacin de oxgeno disuelto, siendo el valor hallado en esta ocasin de 2 ppm. Calcule la DBO5 del agua residual. Solucin

V = 50 m agua residual r l V = 500 m agua ( dilucin ) d l C O2 = 6 ppm = 6 m O2 / 1l agua i g C O2 = 2 ppm = 2 m O2 / 1l agua f g

DBO 5 =

mg O2 l agua residual 6 mg O2 2 mg O2 4 mg O2 = l agua l agua l agua

Dis min ucin de O2 disuelto = DBO 5 = DBO 5

4 mg O2 0.5 l agua ( dilucin ) 10 3 ml agua ( residual ) x x l agua ( dilucin ) 50 ml agua ( residual ) 1l agua ( residual ) mg O2 = 40 = 40 ppm O2 1lagua ( residual )

1.9. Un vagn cisterna de 60 m3 acaba de realizar un transporte con etanol. Para limpiarlo se llena completamente de agua. Cmo variar la DBO total del agua si haban quedado en el fondo del vagn 10 litros de etanol? Supngase que el etanol puede sufrir oxidacin total por degradacin biolgica con el oxgeno. Dato: Densidad del etanol 0.87 g/cm3 a 20 C. Solucin Teniendo en cuenta la reaccin de oxidacin del metanol calculamos el oxgeno que empleara para su descomposicin.CH 3 OH( aq )

+ 3 / 2 O2 CO 2 ( aq ) + 2 H 2 O

Oxgeno consumido por el metanol:10 l CH 3 OH 10 3 cm 3 CH 3 OH 0.87 g CH 3 OH 1 mol CH 3 OH 1.5 mol O2 x x x x x 3 3 1l CH 3 OH 32 g CH 3 OH 1 mol CH 3 OH 60 m agua cm 32 g O2 10 3 mg O2 mg O2 mg O2 x = 217500 = 217 .5 3 1 mol O2 1 g O2 1l agua m agua 1.10.100 ml de una muestra de agua residual consume para su oxidacin total 30 ml de una disolucin de dicromato de potasio 0.15 N. Calcule la DQO de dicha agua residual. SolucinN Equivalent N Equivalent N gramos N gramos DBO = es de K 2 Cr 2 O7 = 30 x 10 3 x 0.15 =4.5 x10 3 es de Oxgeno = N Equivalent es de D icromato = N Equiv . de Oxgeno x Pesoquiv . de oxgeno = 4.5 x10 3 x 8 =36 x 10 3

de Oxgeno de Oxgeno

36 x 10 3 g O2 10 3 mg O2 10 3 m agua l x x 100 ml agua 1g l agua mg O2 l agua

DBO = 360

1.11.Una industria qumica que produce acido actico CH3-COOH, evacua un caudal de agua residual de 100 l/s con una concentracin en dicho cido de 300 mg/l. Si se elimina el cido actico, oxidndolo hasta CO2 con dicromato de potasio 1 M, proceso en el que el dicromato se reduce hasta Cr+3, calcule el

volumen diario de la solucin de dicromato, expresado en m3, que ser preciso emplear. Solucinr Para calcular el volumen de solucin de K 2C 2O a emplear, basta recordar que el n de moles de equivalentes de este oxidante debe ser igual al n moles de equivalentes de oxigeno que se hubieron consumido caso se hacerse la reaccin de oxidacin con este ultimo agente La reaccin de oxidacin es :+ 2 O2 2CO + 2 H 2 O 300 x 10 3 g CH 3 COOH 1molCH 3 COOH 2mol 0 x x 1 60 gCH 3 COOH l molCH 3 COOH

CH 3 COOH

oxigenonec esario =

oxigenonec esario = 320 mg 02 N Equivalent es de K 2 Cr 2 O totales N Equivalent es de K 2 Cr 2 O totales = 345600 equivalent eK 2 Cr 2 O aldia volumendis olucionK volumendis olucionK2

Cr 2 Odiaria Cr 2 Odiaria = 345600 equivalent eK 2 Cr 2 O aldia l molequival ente

2

volumendia rio =

345600 equivalent eK 2 Cr 2 O aldia 6moldeequiv alenteK m3K 2 Cr 2 O dia2

Cr 2 O

volumendia rio = 57 .6

1.12. Calcule cual sera el DQO de un agua residual que contiene una concentracin de 5 ppm del pesticida baygon (C11H15O3N). considere que el nitrogeno se oxida totalmente hasta ion nitrato. Solucin La reaccin qumica es: C11 H15O3 N + 13 / 2 O2 11 CO2 DBO = x + 1 5 / 2 H2 O + N

5 mg C11 H15O3 N 13 / 2mol O2 1molC11 H15 O3 N x x l 1molC11 H15O3 N 0.209mgC11 H15 O3 N

0.032mg O2 mg O2 = 11.29 1 mol O2 l mg O2 l

DBO = 11.29

1.13. La DBO total de una determinada agua es de 60 ppm de oxgeno mientras que para la oxidacin total de una muestra de 50 cm3 de dicha agua se precisa 4 cm3 de dicromato de potasio 0.12 N. Calcule el DQO del agua

mencionada e indique si la materia organica que predomina es de naturaleza biodegradable o no biodegradable. Solucin

se sabe : nEq g V disminucin de 2 O N

disuelto 105 x 384

2

O

3 384x 104 10 cm3 agua m gdeoxigeno D QO = x 76.8 50cm3 1 l agua Lt 60 D BO/ D QO= = 0.78 ppm O 2 76.8

Respuesta: Por lo tanto predomina la materia orgnica biodegrable. 1.14.para declorar un agua se utiliza un carbn activo, con un contenido de 96% en carbn, que acta segn la siguiente reaccin: Calcule: a) Cuntos mg de carbn activo son necesarios par tratar 1 m3 de agua cuya concentracin en cloro es de 0.4 ppm? b) Si empleamos una columna de 300 g de carbn activo para eliminar cloro de una agua que contiene 0.8 ppm del mismo, Cuntos litros de agu pueden ser declorados por el carbn de la columna? Suponga que la eficiencia del tratamiento con el carbn activo es del 80%. Solucin Carbn activo necesario= 0.4 mg Cl 2 1mol C 2 0.012 mgC 2 10 3 L mgC x x x 35 .21 3 3 l agua 2molCl 2 1molC 1m m agua 80 g C 1moldeC 10 3 mgCl 2 71 gCl 2 x x x 100 gCactivo 12 gC 1gCl 2 1molC 2

VOLUMEN = 300 gCarbonx volumen = 284 x10 3 mgCl 2

Por lo tanto :284 x10 4 mg Cl 2 = = 355 x10 4 L = 3.6 x10 3 m 3 0.8mgCl 2 Ltagua

1.15.En las aguas del mar aral, un mar interior, la cantidad total de slidos disueltos en el agua es del orden del 50 g/l. Para desalinizar esta agua utilizando un proceso de smosis inversa, Cul ser la presin Mnima necesaria a la temperatura de 25 C?

Dato: Suponga el Factor i de Van Hoff = 1.75 y que los slidos disueltos corresponden un 60% a NaCl y el resto a KCl. Solucin La presin mnima se correspode4nderia con la presin osmtica del agua a tratar por tanto teniendo en cuenta la ecuacin que relaciona la presin osmtica con la concentracin.=LnRT V 30 g NaCl atmLt 298 K x 0.082 x = 21 .93 atm l M olK 58 .5 gmol atmLt 298 K =17 .5 x 20 gKClx 0.082 x =13 .79 atm M olK 62 gmol

= 1.75 x

Por lo tanto la presin es mayor que: 35.72 atm 1.16.Un agua residual contiene 120 ppb de Al (III). Calcule cual ser el pH mnimo al que comenzara a precipitar el citado contaminante en forma de Al(OH)3 por adicion progresiva de una base fuerte. Dato: Ks/Al(OH)3/ = 1.9x10-33 Solucin 1.17. A un agua residual que se encuentra a pH = 8 se le incorpora por un nuevo vertido, 13 ppm de Cr(III). Precipitara el ciatdo metal en forma de hidroxido de cromo (III)? Dato: Ks/Cr(OH)3/ = 6.7 x 10-31 Solucin La reaccin en el equilibrio:Cr (OH )3 Cr 3 + 3OH K =1

[Cr ] 2.5 x103

pH = LogOH

[Cr ] [OH ]3 1

=84

ahora :

En este caso se precipitar

K 2.5 x10 2 x10 4 2 x10 6

1.18.Una determinada industria genera un vertido de 500 l/h de un agua residual con un contenido en propanol de 150 mg/l y 60 mg de Ba+2/l. Calcule: a) La presin osmtica del agua residual, a 20 C, debida al propanol. b) La DBO total del agua residual. c) Si para eliminar el propanol se obatar por oxidarlo con una disolucin de dicromato de potasio 2 N, en medio cido, Cul sera el volumen de la misma que se precisaria diariamente?

d) Si la Ba+2 del agua residual se precipita en forma de fosfato de bario mediante el empleo de fosfato de sodio Qu cantidad de fosfato de sodio se necesitara diariamente, y que cantidad de lodos, compuestos por el fosfato de bario precipitado y con una humedad del 55%, se retirara anualmente? SolucinmRT V CRT = 1 mRT mgCHO atmLt 298 K 1g = = 1150 x x0.082 x x = 0.060 atm V Ltagua MolK 60 gmol 10 3 mg = 0.060 atm

=

Reaccin de propanol:CHO 3 + O2 3CO 2 + 4 H 2 O DBO 360 mgO 2 / LtH 2 O

1.19.a. Si para depurar la corriente A se pretende como primer paso reducir el

cromato (CrO-2) hasta Cr-2, Calcular la cantidad diaria que se necesitara de sulfito se sodio(Na2SO3) si se utiliza este compuesto como reductor. b. Su se pretende precipitar como hidrxido todo el Cr+3 , obtenido en el paso anterior , calcuar la cantidad de cal apagada(hidrxido de calcio de 85% de pureza que sera) necesario emplear diariamente. c. Si para depurar la corriente B se se pretende oxidar al ion cianuro (CN-) hasta dixido de carbono y nitrgeno elemental , mediante una disolucin 5M de hipoclorito de sodio( NaOCl), proceso en el cual el hipoclorito se reduce hasta ion cloro. Calcular los lodos diarios de dicha solucin oxidante que se necesitaran.

Solucin.

a. La reaccin qumica: 2Cr4-2+3Na2SO3=Cr2(SO4)3+6Na++1/2O2 Cantidad de sulfito6 mC 0 g rO l 2 4

x s

1 0 l 3 0 s 34 o a O 2 6 0 2 m lN S h x x x h 1 d m lC 1 o rO

4

1 m lC o rO 4 2 x 1 6* rO m C0 1g 4 12

x 3 m lN S 4 2 o a O 1

1 6 g aS 2 N 2 O2 3

3

gNa 2 SO3 1.014 TM .Na 2 SO 3 = d d b. La reaccin qumica = 1013561 .38

Cr 2 ( SO 4 ) 3 + 3Ca (OH ) 2 2Cr (OH ) 3 + 3CaSO

4

Calculo de la cantidad de Cr 2 (SO 4 ) 3 :

392gCr2 ( SO4 ) 3 = 60mgCrO4 1molCrO4 120l 24h 1molCr2 ( SO4 ) 3 x x x x x 2 2 3 l s d 1molCr2 ( SO4 ) 3 2molCrO4 116 *10 .mgCrO41051100 .7 gCr 2 ( SO 4 ) 3 KgCr 2 ( SO 4 ) 3 105 .1 dia dia

2

2

Calculo de la cantidad de Ca (OH ) 2 := 1051 .1KgCr 2 ( SO 4 ) 3 3molCa (OH ) 2 1molCr 2 ( SO 4 ) 3 0.074 KgCa (OH ) 2 x x x dia 1molCr 2 ( SO 4 ) 3 0.392 KgCr 2 ( SO 4 ) 3 1molCa (OH ) 2 * 0.85 KgCa (OH ) 2 dia

= 700 .3

c. La reaccin qumica:

2CN + 5 NaClO + 2 H + 2CO2 + 5 NaCl + N 2 + H 2 O

Calculo de la cantidad de NaClO :5mgCN lM =

x

100 l 3600 s 24 h 5molNaClO molNaClO x x x = 4153 .85 s h dia dia 2molCN

n n 4513 ,85 mol lNaClO V = = = 830 ,77 V M 5mol / l dia

1.20. Una industria qumica genera un agua residual que posee las siguientes caractersticas media: Caudal=80l/s Etanol=130mg/l Acido metanoico =400mg/l Slidos en suspensin=500mgl

[ Pb ] = 3mg / l+2

Para esta agua indique: a. La DBO total del agua residual debida a la presencia de etanol y del acido metanoico

b. Si se pudiese eliminar selectivamente solo el acido metanoico, oxidndolo

hasta CO2 con bicromato de potasio en medio acido, proceso en el que el dicromato se reduce hasta Cr+2, ajuste la ecuacin inica de oxidacinreduccin que tendra lugar y calcule el volumen diario de la solucin de bicromato de potasio 2M, expresado en m3. Que seria preciso emplear.c. Las toneladas anuales de lodos hmedos, retiradas con un 40% de

humedad, que se producirn si los slidos e suspensin se reducen hasta 30mg/l. si se disminuye la concentracin de Pb+2 precipitndolo por adicin estequiometrica de una solucin de carbonato de sodio. cual ser el consumo diario de carbonato de sodio slido de pureza de 95% cual ser la concentracin de Pb+2, expresada en ppb, en el agua residual una vez tratada? Dato: Solucin: a. Para calcular la DBO ser preciso ajustar las ecuaciones de oxidacin del etanol y acido metanoico y calcular la contribucin de cada una de la DBO total.CH 3 CH 2 OH + 3O2 2CO 2 + 3H 2 O C 2 H 5 OH + 3O2 2CO 2 + 3H 2 O 1 H COOH + O2 CO 2 + H 2 O 2 CH 2 O2 +1 / 2O2 CO 2 + H 2 O

DBO causada por el etanol:

130 mgC 2 H 5OH 1molC 2 H 5OH 3molO 2 32 *10 3 mgO 2 x x x l 1molC 2 H 5OH 46 *10 3 mgC 2 H 5OH 1molO 2 = 271 .30 mgO 2 l.H 2 O

DBO causada por el acido metanoico:400 mgCH 2 O2 0.5molO 2 1molCH 2 O2 32 *10 3 mgO 2 x x x l 1molCH 2 O2 46 *10 3 mgCH 2 O2 1molO 2 = 139 .13 mgO 2 l.agua

DBO Total = 271 .30 +139 .13 = 410 ,43

mgO 2 l.agua

b. El ajuste de la ecuacin de oxidacin-Reduccin permitir establecer la

estequiometra del proceso y por lo tanto calcular la cantidad de K2Cr2O7 necesario:

La reaccin ionica:

3H COOH + Cr2O7 + H + 3CO2 + 2Cr +3 + 7 H 2 OLa cantidad de dicromato necesario:

2

1molCH 2 O2 80l 3600 s 24 h 400 mgCH 2 O2 1molCr 2 O7 = x x x x x s h d l.agua 3molCH 2 O2 46 *10 3 mgCH 2 O2 molCr 2 O7 = 20034 .76 diaM =2

2

n n m 3 K2Cr2O7 V = = 20034 .78 mol / dia = 10 .01 V M dia

c. Los fangos retirados vendrn dados por la diferencia de los slidos iniciales y finales. SLIDOS ELIMINADOS = SLIDOS INICIALES- SLIDOS FINALES500 mg mg mg 30 = 470 dolidos .e lim inados l l l lodos 80 l 3600 s 24 h 365 dias 470 mg mg x x x x x =1.9761 *10 12 ao s h dia ao l. * 0.60 ( solidos sec os ) ao lodos .humedos =1976 .17 TM ao

d. La estequiometria de la reaccin de precipitacin establecer la cantidad de N 2C 3 : a O

Pb +2 + Na 2 CO 3 PbCO 3 + 2 Na +

Cantidad de carbonato de sodio:80 l 3600 s 24 h 3mgPb +2 1molNa 2 CO 3 1molPb +2 x x x x x s h dia l 1molPb +2 207 ,2 *103 mgPb 16 *103 mgNa 2 CO 3 10 .61 KgNa 2 CO 3 KgNa 2 CO 3 x = =11 .17 1molNa 2 CO 3 0.95 .dia dia+2

Concentracin de Pb+2: La reaccin:PbCO 3 Pb +2 + CO 3 Ks = Pb +2 CO 3 Ks = S 2 s = Ks3 2

[

][

3

] = s.s = s

[Pb ] = 3.8729 x10+2

s = 1.5 *10 13 = 3.8729 x10 77

M

concentrac ion .dePb 80 .29

+2

=

3,8729 x10 7 molPb l .agua+2

+2

x

207 .2 gPb +2 106 ugPb +2 x 1molPb +2 1gPb +2

ugPb +2 = 80 .29 pbbPb l.agua

2. PROBLEMAS RESUELTOS DE AIRE 2.1. Convierta los siguientes valores:a. 500 ppb de CO, medidos a 293K y 101,3 Kpa a mg CO/m3

Solucin:500 ppm = 500 T = 293 K P = 101 .3Kpa = 1atm M = 28 gCO mol cm 3 l = 0,5 3 3 m m

gSO 2 1atmx 28 g / mol = 1.165 Atmxl l 0.082 x 293 K molxK 3 1 g 10 mg mgCO 0.5 3 x1.165 x = = 582 ,7 m l g m3 pv = nRT = w w PM RT = = M v RTb. 500 ppm de SO2. Medidos en condiciones normales a mg SO3/Nm 3

Solucin:500 ppm = 500 cm 3 l = 0,5 3 m3 m

T = 293 K P = 101 .3Kpa = 1atm M = 64 gSO 3 mol

w w PM 1atmx 64 g / mol gSO 2 RT = = = 2,66 Atmxl M v RT l 0.082 x 293 K molxK 1 g 10 3 mg mgSO 2 0.5 3 x 2.66 x = x1331 .89 m l g m3 pv = nRT =c. 500 ppm de de CO. Medidos en condiciones normales a mg CO/Nm3

Solucin:

500 ppm = 500

cm 3 l = 0,5 3 3 m m gCO 28 gCO 1mol g M = 28 = x = 1.25 mol mol 22 ,4l / mol l1 g 10 3 mg mgCO x1.25 x = 625 3 m l g m3

0.5 =

d. 500 pmm de SO2, medidos en condiciones normales a mg SO2/Nm3

Solucin:500 ppm = 500 cm 3 l = 0,5 3 3 m m

T = 293 K P =101 .3Kpa =1atm gSO 2 28 gSO 2 1mol g M = 64 = x = 2.85 mol mol 22 ,4l / mol l 0 .5 = 1 g 10 3 mg mgSO 2 x 2.857 x =1428 .57 3 m l g m3

2.2 Exprese las concentraciones de contaminantes que se indican en los valores que se piden:

a. 250 mgC6H6/Nm3 en ppm.

Solucion:250 1molC 6 H 6 mg 1g 22 .4l 103 cm 3 cm 3 x x x x = 71 .79 3 = 71 .79 ppm 78 g 1molC 6 H 6 1l Nm 2 103 mg m

b. 420ppm C6H6 medidos a 293K y 101.3 Kpa en mg C6H6/Nm3

Solucin:

420 ppm = 420 T = 293 K

cm 3 l = 0,42 3 3 m m

P = 101 .3Kpa = 1atm M = 78 gC 6 H 6 mol w w PM pv = nRT = RT = = M v RT

gC 6 H 6 1atmx 64 g / mol = 3.246 Atmxl l 0.082 x 293 K molxK 3 mgC 6 H 6 1 g 10 mg 0.42 3 x3.246 x = = 1363 .5 m l g m3c. 350 ppm de NO2, medidos en condiciones normales a mg NO2/Nm3

Solucin:

350 ppm = 350 M = 46

cm 3 m3

gNO 2 mol cm 3 1l 46 gNO 2 mg 1mol 10 3 mg mgNO 2 350 3 x 3 3 x = x x = 718 .75363 .5 m 10 cm 1mol 22 .4l 1g m3

d. 250 mg deNO2, medidos a 293 K y 101.3 Kpa a ppm NO2. Solucin:

250 mgNO 2 = 0.25 gNO 2 T = 293 K P = 101 .3Kpa = 1atm gNO 2 M = 46 mol w w PM 1atmx 46 g / mol gNO 2 pv = nRT = RT = = = 1.915 .246 Atmxl M v RT l 0.082 x 293 K molxK 1l lNO 2 cm 3 NO 2 0.25 g = = 0.1305 3 = 130 .5 = 130 .5 ppmNO 2 1.915 g m .aire m3

2.3 Una estacin Municipal de control de contaminacin media de ozono, para un periodo de 24 horas, de 25 g / m3 a 25c y 1 Bar. Cul ser la

concentracin de ozono expresado en ppm? Solucin:

Concentracin =T = 298 K

25 g cm 3 1g 1 = 500 3 x 6 = 0.5 3 3 m m 10 ug m

P = 1bar = 750 mmmhg = 0 9861 atm w w PM 0.986 atmx 46 g / mol 48 g gg pv = nRT = RT = = = 1.937 Atmxl M v RT 298 Kxmol l 0.082 x 293 K molxK g 1 103 cm 3 cm 3 25 *104 3 x = x = 0.0129 = 0.0129 ppm .ozono m 1.937 g 1l m3

2.4 Una norma de calidad fija para el monxido d ecarbono una concentracin media de 11 ppm medidos durante un oeriodo de muestreo de 24 horas. cual ser la concentracin equivalente en mg/m3. Solucin:cm 3 m3 cm 3 1mol 28 gCO 1l 10 3 cm 3 mg 11 3 x = x x 3 x =13 .75 m 22 ,4l 1mol 10 cm 3 1g Nm 3 P = 1.05 bar = 1.036 atm T = 500 C + 273 K w PMv 0.986 atmx 46 g / mol 48 g gg pv = nRT = RT w = = = 1.937 Atmxl M RT l 0.082 x 293 K 298 Kxmol molxK 11 ppm =1

2.5 En una planta de produccin de energa , el gas de chimenea sale a 500C y contiene las cantidades de bixido de azofre que a continuacin se indica segn sea la calidad de combustible quemado: a. 2100 ppm b. 1900ppm. Si la emisin de gases es de 30000m3/min cual ser la emisin de gas de SO2/5? Dato: La presin de los gases a la salida de la chimenea es de 1.05 bar.

Solucin: a. 2100 ppm = 2100 b. 1900 ppm =1900 a.cm 3 l = 2.1 m3 m3cm 3 l =1.9 m3 m3

PMv 1.0364 atm 2M 64 gSO 2 gSO 2 = x 3 x = 2,196 Atmxl RT m 1molx 273 K m3 0.082 molxK g 30000 m3 1 min gSO 2 = 2.196 x x = 1098 m3 min 60 seg m3 w=

b.1.0364 atm 1.9l 64 gSO 2 gSO 2 x 3 x = 1.987 Atmxl m 1molx 273 K m3 0.082 molxK g 30000 m3 1 min gSO 2 w = 1.987 x x = 993 .5 m3 min 60 seg m3 w=

2.6 Una norma de calidad del aire fija para el dixido de asufre una concentracin de 85ug/m3 a 20C y 1.1 bar de promedio anual. cual ser la concentracin equivalente en ppb .

Solucin: Concentracin=85 g ug 1g g = 85 3 x 6 = 85 *10 6 3 3 m m 10 ug m

T = 20 C + 273 K = 293 K P = 1.1bar = 1.0855 atm w w PM 1.0855 atmx 64 gSO 2 / mol 64 g g pv = nRT = RT = = = = 2.891 Atmxl M v RT 298 Kxmol l 0.082 x 293 K molxK g 1 10 3 cm 3 10 3 mm 3 mm 3 85 *10 6 3 x = x x = 29 .40 = 0.0129 ppb .SO 2 m 2.891 g 1l 1cm 3 m3

2.7 Un mtodo muy frecuente de obtencin de cobre es el tratamiento de sulfuro de cobre (I) con oxigeno, proceso en el cual se libera e cobre metlico y se genera dixido de azufre. Si de desea fabricar diariamente 40Tn de una aleacin Cu-Ni con un contenido de cobre de 18%. Calcule : a. La cantidad diaria de mineral de cobre , con un contendido de sulfuro de cobre (I) del 32% que abra que tratar, si el proceso de obtencin del cobre transcurre con un rendimiento del 78%b. Si todo el azufre contenido en el minera procesado se emitiera a la

atmosfera como SO2,. Cual sern las emisiones diarias de este compuesto a la atmosfera expresada en KgSO2/dia?.

c. Cual seria la concentracin de este compuesto en las bases de emisin

si se liberan a la atmosfera 6.2*104 Nm3 de gas por tonelada de mineral procesado?. Exprsala en ppm y mg SO2/Nm3.

Solucin:

a. La reaccin: Cu 2 S + O2 2Cu + SO 2

Aleacin CU-Ni: 18%Cu Produccin: 40OM/da Cu en la aleacin: 0.18(40)=7.2TM/da Rendimiento:7.27 TM / dia = 9.23TM / dia 0.78

La cantidad de mineral de cobre:= 1molCu 2 S 1molCu 159 gCu 2 S 9.237 TM TM 11 .55TM / dia x x x = 11 .55 = 2molCu 63 .5 gCu 1molCu 2 S dia dia 0.32

36 .11TM / dia .deCu 2 S

b. de la reaccin: Cu2 S + O2 2Cu + SO2 Se tiene: = 1mol SO3 x 1molCu2 S x 64gSO2 x 11,55TM Cu2 S 1mol Cu2 S 159g Cu2 S 1molSo2 dia 3 = 4.649 x10 4 Nm gas I TM mineral c. se tiene: = 6.2 x10 4 nm3 gas x 36.11 TM mineral = 223.882 x 10 4 Nm3 gas TM mineral = 4649 x 104 mg = 2076,54 mg SO2 4 3 223,882 x 10 Nm 1Kg Nm3 = 4649 kg x 22,41 x 1mol 103 cm3 x 103 g 3 223,882 x 10 4 Nm 1mol 64g 11 1kg 3 2 = 726,79 cm = 726,79 ppm SO Nm3 2.8 Para generar electricidad, se queman en una central trmica 4000 TM da de un carbn que tiene una riqueza en carbn del 80 y un contenido de azufre de un 1.1 calcule: a. Las toneladas de dixido de azufre emitidas a la atmsfera al ao. b. que cantidad mensual de caliza del 85 de riqueza de carbonato de calcio, ser necesario aadir a los gases de escape para reducir en un 80 las emisiones de dixido de azufre, precipitndolo en forma de sulfato de calcio? c. Las emisiones de dixido de azufre, una vez depurado, expresadas en ppm y en mg/Nm3, si el volumen total de gases emitidos es de 4.10 4 Nm3 / dia. Solucin: a. Carbn: 4000TM I da

C = 0.80(4000) = 3200 TM I dia S = 0.011(4000) = 44 TM I dia En la reaccion. S + O2 SO2 La cantidad de SO2 emitidas: = 1mol SO2 x 1mol S x 64g SO2 x 44 TM I de S = 88 TM SO2 x 365 Dias 1mol S 32g S 1mol SO2 dia ao = 32120 TM SO2 = 2676, 67 TM SO2 Ao mes b. se tiene la reaccin: 2Ca CO3 + 2SO3 + O2 2 CaSO4 + 2CO2 = 2mol CaCO2 x 1mol SO2 x 100g CaCO2 x 0.80(2676, 67) TM SO3 = 2mol SO2 64g SO2 1mol Ca CO2 mes La cantidad de caliza: = 3345,83 TM CaCO3 = TMCaCO3 (0.85) mes mes c. las emisiones de SO2 = 88 TM SO2 dia = 88 TM SO3 x dia x 106 g x 22,41 x 1mol SO2 x 10cm3 = 770 cm3 Dia 4x 103 m3 I TM mol 64g 11 m3 = 770 ppm SO2 887 TM SO2 X dia x 10 6 mg = 2200 mg SO2 Dia 4x102 I TM Nm2 2. 9. una industria utiliza como combustible 21/da de un carbn que contiene 90% de C y un 2% de S y emite gases a las atmsfera con un caudal de 1500 Nm3/h. a. Calcular la concertacin de partculas en le gas de emisin si un 5% del contenido de C del carbn se forma de partculas inquemadas. b. Calculas el contenido de SO2 en los gases de emisin, expresado como mg/ Nm3, suponiendo que no se aplica ningn sistema de depuracin. c. Si para depurar las emisiones de partculas se instala un filtro de mangas que tiene una eficacia terica de 99%, calcular la concentracin final de la partcula que se emite en el exterior. Solucin: a. Cantidad de carbn: 2 TM I da C= 90% = 0.90 (2) = 1.80 TM I da S= 2% = 0.02 (2) = 0.047 TM I da Gases a las atmsferas: 1500 Nm3 / h Partculas: 5% de C = 0.05(1.8) = 0.09 TM I da = 3.75kg/h La concentracin: 3.75 kg/h x 10 4 mg x 2500mg C 1500Nm3/ h kg b. Contenidad de SO2 en la atmsfera: S = 0.04 TM da = 1.6667 kg/da la reaccin de emisin: S + O2 SO2 = 1.667 kg/h x 104 mg x 1mol SO2 x 1mol S x 64g SO2 = 2222.22 mg SO2 2 1500Nm /h kg 1molS 32g S 1mol SO2 Nm3 d. Partculas al exterior: eficiencia de filtro 99% Al exterior: 1)

= 0.01(2500) = 25mgparticulas Nm3 2.10. Si durante un proceso de produccin se genera 3 kg de partculas por tonelada de producto fabricado, y la administracin le permite unas emisiones mximas de 100 mg/ m3, calcule cual debe ser el rendimiento mnimo del sistema de depuracin de partculas a instalar si el caudal de gases es de 1400 m3 por tonelada de producto fabricado. Solucin: Produccin: 3 partculas TM Pro. Fabricado Emisin mxima: 110 mg M3 Flujo de gases: 1400 m3 TM proa. Fabricado Kg. Partculas x 10 4 mg Relacionando: TM Prod. Fabricado = 2147,85 mg/m3 1400M3 TM Prod. Fabricado Rendimiento= 110 x 100% = 5.12% Rendimiento mnimo= 100-5.12 = 94.88% (que falta para sistema de depuracin) 2.11. un garaje posee unas dimensiones de 5 m de largo, 4m de ancho y 2.8m de altura. Si un coche permaneciera en marcha dentro del e, calcule cual seria la concentracin en mg/ m3 de monxido de carbono en el interior al cabo de 3 horas, sabiendo que la concentracin de este compuesto en los gases de escape es de 8g CO/m3 y que el motor del coche al ralent emite 2.4 m3/h de gases de escape. Calcule tambin en cuanto tiempo se llegara a alcanzar la concertacin de 1500 ppm de Co, considerada inmediatamente peligrosa para la vida o la salud (IPVS) Solucin: Volumen del garaje= 5m x 4m x 2.8m = 56 m3 Presin: 1atm. Temperatura: 20 C=293 k Gas de escape: 8 g CO: tiempo 3h M3 3 emisin: 2.4 m /h Concentracin de CO: 1500 ppm = 1500 cm3/m3 = 1.5 1/m3 CO en el garaje: = 8000mg/m3 x 2.4 m3/56m3 x 1028,57 mg CO/m3 La concentracin de CO: pv=nRT=m3 RT M3 = pM = 1Atmx28g = 1.1654g/l V3 RT 0.082 Atm x 1 x 293k Molxk = 1.1654g/1x1.51/m3= 1.7481g/m3=1748.1mgCO/M3 Calculo del tiempo:

3h x 1748.1mg CO/m3 = 5.09H=5H5min. 1028.57mgCO/m3 2.12. Sabiendo que le valor limite umbral (VLU) que indica el porcentaje del oxigeno en el aire ambiente por debajo del cual pueden ocasionarse efectos perjudiciales para la salud es de 18% en volumen, calcule si se correra el riesgo de alcanzar en un laboratorio de dimensiones 8m de largo, 5m de ancho y 3m de altura en el que se produce una fuga total del nitrgeno contenido en 4 botellas de 20 litros cada uno, a una presin d 180 atm. Y situados en el interior del laboratorio. Considere que el laboratorio se encuentra a una presin de 1atm. Y 22 C de temperatura, y que la composicin de aire es de un 21% de oxigeno y un 79% de nitrgeno en volumen. Solucin: Efecto perjudicial (18% de O2 en el aire Laboratorio P= 1Atm T= 22C Volumen total de laboratorio (aire) = 8mx5mx3m=120m3 Fuga de nitrogeno: P s1= 4x20l=80l Ps2= 180Atm. Aplicando la ley de Boyle: P1 V1=P2 V2 V2=180atmx80l=14400l=14.4 m3 N2 1Atm Volumen de aire: 120 m2 VolO2=0,21(120)=25,2 m3 VolN2= 0.79 (120) = 94,8 m3 Volumen de N2= 94.8 + 14.4 (fuga) = 109.2 m3 N2 Volumen del aire: Vol.O2 + Vol.N2 = 25.2 + 109.2 = 134.4m3 VolO2= 25.2/134.4 x 100% = 18.75% O2 Vol N2= 109,2/134.4 x 100% = 81.25% N2 Por lo tanto al ser: 18.75%. 18% no supone riesgo aunque este muy prximo.

3

PROBLEMAS RESUELTOS DE RESIDUOS SLIDOS

a) En una determinada incineradora se queman diariamente 45 ton e unos residuos que contienen varios compuestos mercricos, con una concentracin total de 2 g de mercurio por kg de residuo. Si en el proceso de incineracin el mercurio se emitiera en forma de tomos gaseoso, expresado tanto en ppm como en mg/Nm3, si el caudal de gases es de 15 Nm3/kgde residuo incinerado. Solucin: Residuos: 45 TM = 45000 Kg Concentracin: 2 kg residuo Cantidad de Hg: ( 45000 kg ) = 90000 g = 90 kgHg kg Flujo de gases: 15Nm 3 kgresiduo 2 gHg gH g

Nm 3 3 15 Total de Gases: x 45000 kgresiduo = 675000 Nm kgresiduo

Calculo de la concentracin:3 3 3 cm 3 90 kgHg 1molHg 10 cm 10 g = 200 .6 gHg 1l 1kg = 14 .9 Nm 3 3 675000 Nm

b) Al hacer una auditoria ambiental en una empresa se detecta que sus problemas medio ambientales son fundamentalmente: Emisiones de xidos de nitrgeno (medidos como dixido de nitrgeno) de 400mg/Nm3. Aguas con 60mg/l de butanol y un contenido de zinc de 250ppm. Calcule: a) Cual debiera ser la eficacia del sistema de eliminacin de xidos de nitrgeno a instalar si sus emisiones deben reducirse a 20 ppm? b) Cul ser el DBO del agua residual si se considera que se debe exclusivamente al butanol? c) Cuntos ml de disolucin 0.1 M de fosfato de sodio habr que aadir, por litro de agua residual, para eliminar el zinc que contiene, precipitndolo como fosfato de zinc, si el rendimiento del proceso es del 78 %? La eliminacin del zinc, Ser completa? Justifique la respuesta. d) Si el fosfato de zinc generado en el apartado se retira en forma de lodos con un 46% de humedad, y sabiendo que el caudal de agua residual es de 0.5 m3/h Cul ser el peso mensual de lodos retirados? Solucin: a Concentracin NO2 : 3 3 Nm 1mol 46 x10 mg 400 mg 22 .41 1mol 10 3 cm 3 cm 3 = 194 .78 1l Nm 3

Concentracin NO2 = 194cm3/Nm3 Emisin: 194.78 20 = 174.78pp Eficacia: b174 .78 x100 % = 89.73% 194 .78

La reaccin de biodegradacin:

CH 3 CH 2 CH 2 CHO +

11 O2 4CO2 + 4 H 2 O 2 3 60 mg 5.5molO 2 1molC 4 H 8 O 32 x10 mgO 2 DBO = 3 l 1molC 4 H 8 O 72 x10 mg 1molO 2

DBO = 146 .67

mgO 2 lAgua

c

La reaccin:

3Zn 2 + 2 Na3 PO4 Zn3 ( PO4 ) 2 + 6 Na + 1molZn 2molNa 3 PO 4 65 .39 x10 mgZn 3molZn 3 = 2.548 x10 molNa 3 PO 4 250 mgZn = l M = mlNa 3 PO 4 n n 2.548 x10 3 mol V = = = 2.548 V M 0.1mol / l lmlNa 3 PO 4 25 .48 = 32 .66 0.78 lAgua Re sidual

Rendimiento 78%: Vf =

La eliminacin de Zn no es completa, permanece en disolucin la cantidad de Zn correspondiente al producto de solubilidad del Zn 3 (PO 4 ) 2 d El Zn 3 (PO 4 ) 2 ; como lodos: Cantidad de Zn 3 (PO 4 ) 2 : 1molZn 250 mlZn 1molZn 3 ( PO 4 ) 2 386 .11 gZn 3 ( PO 4 ) 2 = 1molZn ( PO ) 65 .39 x10 3 mgZn l 3molZn 3 4 2 gZn 3 ( PO 4 ) 2 = 0.492 ; lodosdeZn 3 ( PO 4 ) 2 con 46 % deHumedad lAgua Re sidual= kgZn 3 ( PO 4 ) 2 0.492 g 0.5m 3 24 h 30 das 10 3 l 1Kg x x x x x = 328 3 3 (0.54 )l h dia mes mes 1m 10 g

3.3 las aguas residuales del prensado de pulpas de una industria azucarera tienen un contenido de sacarosa (C12O22H11) de 2000mg/l y de slidos en suspensin de

12 g/l. Sabiendo que su caudal es de 0.6 m3/ton de azcar producido. Calcule para una azucarera que produzca 2000 ton mensuales de azcar: a) Cul seria la DBO total de esta agua suponiendo que se produce una oxidacin completa de sacarosa? b) Si para depurar las aguas residuales se opta por un proceso anaerbico, logrando que el carbono de la sacarosa se transforme en metano con un rendimiento del 70%. Calcule la cantidad de metano generado mensualmente, expresado en m3medidos en condiciones normales. c) Si los slidos en suspensin se reducen hasta 30mg/l, retirndose como lodos hmedos con una humedad de 65%. Calcule el peso mensual de lodos producidos. d) Qu cantidad de carbn, de PCI 7300kcal/kg y contenido de azufre de 1.8 % se podra ahorrarse mensualmente empleando en su lugar el metano generado en el proceso de depuracin? e) Cules serian las emisiones de SO2 a la atmsfera (expresado en ppm y en mg/Nm3) si en lugar del metano generado se emplea el carbn mencionado en el apartado d, teniendo en cuneta que las emisiones de gases a la atmsfera son de 8000 Nm3/tonelada de carbn? DATOS:H (CH 4 ) = 17 .9kcal / mol H (CO 2 ) = 94 .1kcal / mol H ( H 2 O ) = 57 .8kcal / mol

Solucin: a Sacarosa C12H22O11 : 2000 mg/l

Slidos en suspensin: 2g/l Flujo de agua residual: 0.6m3/TM azcar Produccin: 2000TM azcar/mes Reaccin de biodegradacin:C12 H 22 O11 + 12 O2 12 CO 2 + 11H 2O

32 x10 3 mgO 2 1molC 12 H 22 O11 2000 mgC 12 H 22 O11 12 molO 2 DBO = 1molC H O 342 x10 3 mgC H O 1molO l 12 22 11 2 12 22 11 mgO 2 = 2245 .6 lagua b En el proceso anaerbico:C12 H 22 O11 11CH 4 + 9CO 2 + 4CO bacterias

Calculo del volumen del metano CH4 : Flujo del agua Residual:

= 0 .6

m3 2000 TMazucar x = 1200 m 3 / mes TMazucar mes

1molC 12 H 22 O11 2000 mgC 12 H 22 O11 1200 m 3 1molCH 4 = mes 2molC H O 342 x10 3 mgC H O 0.7l 12 22 11 12 22 11 22 .4lCH 4 Nm 3 CH 4 x = 1235 .08 mes 1molCH 4 c Lodos : Slidos en Suspensin: 12g/l =12000mg/l Lodos retirados: 12000mg/l -30mg/l = 11970mg/l= 11970 mg 1200 m 3 10 3 l 1TM TMlodos x x x = 41 .04 (0.35 )l mes mes m 3 10 9 mg

d

Cantidad de carbn:

S = 1.8% ; C = 98.2% Se tiene la cantidad de CH4 de (b) := 1235 .08 m 3 CH 4 x = 882 .2 KgCH4

1molCH 4 16 gCH x 22 .4lCH 4 1molCH

4 4

x

10 3 l 1kg x 1m 3 10 3 g

En la reaccin del carbn C:2C + 2 H 2 O CH 4 + CO2

= 882 .2kgCH 4 x

2molC 1molCH

x4

1molCH 16 gCH

4 4

x

12 gC 1223 .3kgC = 1molC 0.982

= 1347 .55 kgCarbn

e Las emisiones de SO2 : La reaccin:S + O2 SO2

Flujo:= 8000 Nm 3 x1.3475 TMCarbn = 10780 .44 Nm 3 gases TMcarbn

S = 0.018x(1347.55) = 24.256 Kg S3 3 3 24.256 KgS 1molSO 2 1molS 64 gSO 2 22 .4lSO 2 1molSO 2 10 cm 10 g = 3 10780 .44 Nm 1molS 32 gS 1molSO 2 1molSO 2 64 gSO 2 1l 1kg cm 3 = 1575 = 1575 ppmSO 2 Nm 3 4 mgSO 2 24.256 KgS 1molSO 2 1molS 64 gSO 2 10 mg = 3 32 gS 1molSO 1kg = 4500 Nm 3 10780 .44 Nm 1molS 2

3.4 En una industria es preciso disponer diariamente de 12x106kcal. Si para obtenerlas se quema un carbn de composicin: 83%C; 7%H; 1.1%S; 8.9% de cenizas y PCI = 8500kcal/kg, calcule: a) cual seria la concentracin del dioxido de azufre en los gases de emision, sabiendo que el caudal de los mismos es de 6.7x103 Nm3por tonelada de carbon incinerado. Expresales en ppm y mg/Nm3 considerando que todas las medidas de gases se hacen en condiciones normales. b) Si los gases se lavan con una disolucin de hidroxido de calcio, para eliminar las emisiones de dioxido de azufre en un 91%, calcule la cantidad de sulfato de calcio, con una humedad del 40% que se retira anualmente. c) Cual sera la concentracin de anion sulfato en el agua residual, si para el proceso indicado en el apartado anterior se ha empleado la cantidad estequiometrico de hidroxido de calcio. Solucion: a) Carbn:

PCI = 8500kcal/kg Q = 12x106 KcalWcarbn = 12 x106 Kcal = 1411 .76 Kg = 1.41176 TM 8500 Kcal / kg

C = 83 %;

COMPOSICIN DE CARBN:H = 7%; S = 1.1%;

Cenizos = 8.9%

Cantidad de S = 0.011(411.76) = 15.53 KgS En la reaccin de emisin: S + O2 = SO2 La cantidad de SO2: 1molSO 2 1molS 64 gSO 2 = 15 .53 KgSx x x = 31 .06 KgSO 2 1molS 32 gS 1molSO 2 Flujo TM carbn x1.41176 TM6.7 x10 3 Nm 3 carbn = 9458 .79 Nm 3

La concentracin de SO 2 en ppm y mg / Nm3= 31060 gSO 2 1mol SO 2 22 .41SO 2 10 3 cm 3 x x x = 1149 .30 ppmSO 1molSO 2 11 9458 .79 Nm 3 64 gSO 2 mgSO 2 3106 x10 3 mg = 3283 .72 3 9458 .79 Nm Nm 31 22

=

La reaccin del labado: SO 2 + Ca ( OH 2 ) + O 2 CaSO 2 + H 2 O Eliminar el 91% de SO 2 en la emisin: 0.91 (31.06Kg) =28.26 Kg SO 2 La cantidad de Ca SO 2 := 28 .26 KgSO 2 x 1molCaSO 64 gSO 22

x

136 gCaSO 2 = 60 .05 KgCaSO 1molCaSO 2

2

= 60 .05 KgCaSO 2 (sec o) x

100 gCaSO 2 (hmedo ) KgCaSO = 100 .08 60 gCaSO 2 (sec o) da

2

=

100 .08 KgCaSO da

2

x

TMCaSO 2 (hmedo ) 30 das 12 meses 1TM x x 3 = 36 .03 1mes 1ao ao 10 Kg2

La reaccin inica Ca SO 2 Ca 2 + SO43 Se tiene la Ks CASO 4 = 3.7 X 10

Ks = Ca 2 SO 2

( s )( x ) = s 22

[

][

2

] = 3.7 x103

3

= 3.7 x10 1 mol 96 x10 3mg SO 4 x 2 1 1molSO 42

s = 3.7 x10 1 = 6.0827 x10 1

[SO ] = 6.0827 x102 2 2

[SO ] = 583.93 mg = 583.93 ppm 1

3. 5 Una ciudad de 200000 habitantes genera 1.25 Kg. de residuos urbanos pro persona y da, que se someten a un tratamiento de incineracin. La densidad de los mismos es de 0.18 g/cm3 y el contenido de azufre es de un 0.5%. Calcule: a. Si todo el azufre se transforma durante la incineracin en SO2 Qu cantidad estequimetrica de caliza, del 82% de pureza en carbonato de calcio, debe emplearse diariamente para eliminar, en forma de sulfato de calcio, el 96% de los xidos de azufre generados? Exprese el resultado en toneladas. b. Cul ser la concentracin de SO2 en los gases de emisin depurados si para cada kg. De residuo incinareado se genera 13 Nm3 de vertido cascajo? Exprsela en ppm y en mg/Nm3 c. Si las aguas residuales generadas en la misma planta arrastran 600 mg/l de un compuesto orgonico biodegradable de frmula C2H4O2, cul ser la OBO total de dichas aguas originadas por el compuesto citado? d. Las aguas residuales contienen tambin 300 ppm de Pb -2. Para eliminar se precipita como sulfato de plomo (II), aadiendo la cantidad estequiomtrica

de in sulfato, a pesar de ello. Cunto Pb-2 quedar en el agua residual (exprsalo en ppm) e. Si el 15% del vertido incinerado permanece como cenizas de densidad 1.2 gcm3 Qu volumen mnimo, expresado en m3, debiera tener el vertedero en el que van a depositarse si se pretende que tenga una vida til de 60 aos? Solucin: a. N habitantes =200000 Cantidad de residuos 1.25 persona x da x 200000 personas g Densidad del residuo incinerado 0.18 cm 3 Azufre: S= 0.5%; En la reaccin de emisin S + O2 SO21 2Kg residuos = 2500000 Kg residuo da

Cantidad de S = 0.005(2500000)=2500(1)

KgS da

Tratamiento CaSO 2 + SO 2 + o2 CaSO 2 + CO 2 (2) Cantidad de SO2 en (1): KgSO 2 KgS 1molSO 2 1molS 64 gSO 2 = 1250 x x x = 2500 da 1molS 32 gS 1molSO 2 da TMSO 2 Cantidad SO2 tratada 0.96 ( 2500 ) = 2400 Kg = 2.4 da KgSO 2 Cantidad SO2 emitidas 0.04 ( 2500 ) = 100 da Cantidad de Caliza:= 2.4 TMSO 2 1molSO x da 1molSO2 2

x

TMCaCO 1molSO 2 100 gCaCO 3 x = 3.75 64 gSO 2 1molCaCO 3 da

3

TMCaCO 3 da b. En la reaccin de emisin S + O2 SO 2 ; Emisin de SO 2 = 100 KgSO 2 =3

3.75TMCaCO ( 0.82 ) da

= 4.573

Flujo de gas Concenracin de SO 2= 100 KgSO 2 1da 10 4 mg 22 .4 x10 3 cm 3 SO 2 1molSO 2 x = x 1 3 1Kg 1molSO 2 325 x10 Nm 64 x10 3 mgSO ppmSO da2

=2

= 10 .77 cm 3 = 10 .77

100 KgSO 2 1da 10 3 mg mgSO 2 x = 30 .77 2 3 1kg 325 x10 Nm Nm 3 da 1 c. En la reaccin: C3 H 4 O2 + O2 3CO 2 + 3H 2 O 2 =

DBO r =

600 mgC 3 H 4 O2 1molC 3 H 4 O2 3.5molO 2 32 x10 3 mgO 2 x x x 1 1molC 3 H 4 O2 74 x10 3 mgC 3 H 4 O2 1molO 2

DBO r = 908 .11

mgO 2 1 2 d. La reaccin Ph 2 + SO4 PhSO 4

Ph 2 + SO4

2

PhSO42

K Nmim = 1.1xO Ks = Ph 2 SO4La concentracin de SO 4 := 300 mgPh 12 2 4 2

[

][

]2

1molSO 1molPh

x

1molPh 2 207 x10 1 mgPh

=1.45 x10 3

molSO 1

2 4

[Ph ]en el2 2 2 4

agua residual3 3

.1 10 [Ph ][SO ] =1.1X 10 .[Ph ] = 1145xx10 .1 2

= 0.76 x10 x

mol 207 x10 1 mgPh x l 1molPh 2

2

[Ph ] =1.57 mgPh l2

2

= 1.57 ppmPh

2

H g ; cenizas: 15% residuos incinerados da Cenizas = 0.15 ( 250000 ) Kg / da 37500 Kg / da ; p = 1.2 gcm 3 = 1200 Kg / m 3 m 37500 Kg / da m3 v= = = 31 .25 Volumen del vertedero: p da 1200 Kg / m 3

Residuos = 250000

m 3 30 da 12 meses x x x60 aos Volumen vida til para 60 aos = da 1mes 1ao = 675000 m 3 = 6.75 x10 1 m 3 = 31 .25

3.6. Si el caudal del vertido lquido es de 15 litros es de 15 litros por segundo, calcule: a. La DQO del vertido, atribuible al cido lctico. b. Si los slidos en suspensin se eliminan por decantacin, con un rendimiento del 94%, generando unos lados de densidad 1.07% g/cm3 y humedad del 76% Qe volumen anual de lados, expresada en m3 se obtendr? c. Si el C(II)se precipita coo hidrxido de cadmio, mediante alcalinizacin del vertido hasta pH=8. Cul ser la concentracin residual del metal en el vertido una ez tratado?. Exprselo en ppm. Solucin: a. La reaccin deba degradacin del cido lctico:

C1 H 6 O3 DBO = 400

3O2 + 3H 2 O mgC 1 H 6 O3 1molC 1 H 6 O3 3mol 10 2 32 x10 2 mgO 2 x x x l 1molC 1 H 6 O3 90 x10 2 C1 H 6 O3 1molO 2 mgO 2 l

DBO = 426 ,67

b. Slidos en sus pensin 800 mg / I = 0.8 Kg / m 3 Vertido: 15/s=54 m 3 / h Rendimiento: 94% Densidad: 1.07g/c m 3 =1070Kg/ m 3 Humedad: 76% Lodos=

( 0.94 )0.8Kg ( sec o ) x 100 gm3

lodos ( hmedo 24 g lodos (sec o)

) x 54 m 3H

= 169 .2

Kg lodos h

3.7. Los factores de emisin establecidos por la EPA indican que un proceso de incineracin de bacterias producir, por tonelada de basura incinerada, las siguientes emisiones: 1.25kg de dixido de carbono 1.6kg de xidos nitrosos 0.75kg de hidrocarburos. 14kg de partculas 18kg de monxido de carbono. Si una incineradora .no tuviera sistema alguno de tratamientote gases cual seria la concentracin de cada uno de los contaminantes producidos en los gases de chimenea, sabiendo que se emiten 1250Nm3 de gas pro tonelada de basura incinerada. Considere los xidos de nitrgeno como dixido de nitrgeno y exprese los resultados que sean posibles en ppm y en mg/Nm3 Solucin:Flujo =1250 a. Concentrac = ion de SO 2 =10 3 kgdeSO Nm 32

Nm 3 gas Tm basura

1.25 KgdeSO 2 1250 Nm 3 TM basura TM basura

*

mg SO 2 10 4 mg = 10 3 1Kg Nm 3

10 3

mg SO 2 1molSO 2 * Nm 3 64 * 10 4 mgSO

*2

22 .4 * 10 3 cm 3 SO 2 cm 3 = 350 = 350 ppmSO 1molSO 2 Nm 3

2

b.Concentrac ion de NO 2 = 1.5 KgdeNO 2 kgdeNO 2 10 4 mg mg NO 2 = 12 * 10 4 * = 1200 3 3 1Kg 1250 Nm Nm Nm 3 TM basura TM basura mg NO 2 1molNO 2 22 .4 *10 3 cm 3 SO 2 cm 3 * * = 584 ,34 = 584 .34 ppmNO 2 1molNO 2 Nm 3 46 10 3 mgSO 2 Nm 3

1200

c.Concentrac ion de HC (hidrocarbu ros ) 14 Kgde Particulas mg HC kgdeHC 10 4 mg = 6 * 10 4 * = 600 3 3 1Kg 1250 Nm Nm Nm 3 TM basura TM basura d ..Concentrac ion de particulas : = mg Particulas 0.75 KgdeHC kgdeHC 10 4 mg = 11 .2 * 10 3 * = 11200 3 3 1Kg 1250 Nm Nm Nm 3 TM basura TM basura e..Concentrac ion deCO : = = 18 Kgde CO mg HC kgdeHC 10 4 mg = 14 .4 * 10 4 * = 14400 3 3 1Kg 1250 Nm Nm Nm 3 TM basura TM basura mg CO 1molCO 22 .4 * 10 3 cm 3 CO cm 3 * * = 11520 = 11520 ppmNO 1molCO Nm 3 28 10 3 mgCO Nm 3

14400

3.8 .una industria utiliza como combustible 500kg/dia de un gasoleo que contiene 0.4%de azufre y emite a la atmsfera 1.5nm3de gas pro Kg. de gasoleo. a. Calcular la concentracin de SO2 en los gases de emisin expresndolo en mg/Nm3 b. Si para depurar las emisiones se emplea un mtodo seco, utilizando caliza, Calcular la cantidad diaria que se necesitara de una caliza que contiene300mg/l de cido actico (CH3-COOH) Calcular la DBO total que ocasionara la presencia de dicho contaminante. Solucin:

a.Cantidad SO 2 en los gases de emision : S =0.004 (500 kg kg ) =2 dia dia En la reaccion : S + O SO 2 64 10 3 KgSO 2 KgSO 2 2 KgS 1 mol deSO 2 1molS =4 3 dia 1 mol S 1molSO 2 dia 32 10 1 mol deSO 2 64 10 3 KgSO 2 mgSO 2 2 KgS dia 1molS = 5333 .33 3 750 Nm 3 / dia 1 mol S 1molSO 2 32 10 Nm 3

= =

lareacccio n de depuracion se det er min a a la cantidad de caliza : 1 O2 CaSO 4 + CO 2 2 100 10 3 KgCaCO 1molSO 2 4 KgSO 2 1 mol deCaCO 3 = (0.85 )dia 1 molSO 2 1molCaCO 3 64 10 3 SO 2 SO 2 + CaCO 3 +

3

= 7.35

KgCaCO Dia

3

Aguas residuales convertidos de acido acticoCH 2 COOH = 300 mg / L

Reaccin de biodegradacin:DBO =

C 2 H 4O 2 + O 2 2CO 2 + 2 H 2O300 mgC 2 H 4O 2 2molO 2 1molC 2 H 4O 2 32 *10 2 mgO 2 * * * L 1molC 2 H 4O 2 60 *10 mgC 2 H 4O 2 1molO 2 mgO 2 DBO = 320 L

3.9. Una industria tiene un ritmo de produccin de 5000 unidades de producto por da y genera unas aguas residuales con caudal de 20 l por unidad de produccin y unas emisiones en la atmsfera con un caudal de Nm3 de gas por unidad de produccin a) si las aguas residuales poseen una DBO de 200 ppm de O2 y es atribuida la concentracin de este compuesto en el vertido. b) Calcular la cantidad diaria de hipoclorito de sodio necesaria para eliminar completamente dicho DBO. Considere el proceso se realiza en medio bsico consideraciones en q el hipoclorito se reduce hasta un Ion cloruro. c) Si se estima una emisin a la atmsfera se 10^8 partculas por da. Calcular la concentracin de partculas en el gas de emisin. Solucin: Produccin = 5000 Unid/dia Agua Residual: Q=20L/unidl 5000 unid * = 10 4 l / dia unid dia Nm 2 5000 unid Nm 2 Emisin a la atmsfera = 2 * =10 4 unid dia dia a DBO = 200 ppmO 2 Produccin de agua residual = 20

La reaccin de biodegradacin del propanoico (CH 3 CH 2 COOH )

C 3H 4O 2 + 1 / 2O 2 3CO 2 + 3H 2O

Concentracin del propanoico:mgO 2 1molC 3H 4O 2 1molO 2 74 *10 3 mgC 3H 4O 2 * * * 2 l 3.5molO 2 1molC 3H 4O 2 32 *10 mgO 2 132 .14 mgC 3H 4O 2 = l = 132 .14

La cantidad de NaClO, en la siguiente reaccin:C 3H 6O 2 + 7 NaClO 3CO 2 + 3 NaCl + 3H 2O Calculo de NaClO132 .14 mgC 3H 6O 2 7 molNaClO 1molC 3H 6O 2 74 *10 3 kgNaClO * = * l 1molC 3H 6O 2 74 *10 3 mgC 3H 6O 2 1molNaClO kgNaClO l kgNaClO 931 .23 *10 4 *10 4 = 931 .23 l dia dia

Emisin de partculas: Emisin a la atmsfera: 10^5 partculas /daQ =10 3 Nm 2 / dia

concentrac iondeparti culas =

10 5 particulas / dia particulas = 10 2 3 2 10 Nm / dia Nm 2

3.10. Una industria agraria quema diariamente 100 toneladas de un carbn que contiene 75% de carbono, un 4% de azufre y un 0.2% de cromo. Las emisiones de gas a la atmsfera procedentes a dicha combustin equivalen a 5500Nm^3/hora determine. a). la concentracin de dixido de azufre en el vertido gaseoso tanto en ppm y en mg/Nm^3, si no se dota a la industria de un sistema de tratamiento de gases. b). si el factor de emisin de xidos de nitrgeno es de 1.8 kg de NO2 por tonelada de carbn, y considere que el 90% corresponde a monxido de nitrogeno NO, calcule la concentracin de NO y NO2 en los gases de emisin expresndolas en mg/Nm^3 si se realiza depuracin alguna. c). se genera 14 kg de escoria por cada 100 kg de carbn quemado, calcule el volumen anual de escoria producido, sabiendo que su densidad es de 0.85 g/cm^3. Suponiendo que el cromo presente en el carbn se emitiese en un 1% a la atmsfera en forma de partculas de oxido de cromo y que el resto fuera arrastrado por aguas lavadas del horno y de las instalaciones de combustin, cuya caudal es de 80m^3/dia, en forma de anion cromato. Calcule: La concentracin de partculas de oxido de cromo (VI) en los gases de combustin. La concentracin del cromato en el vertido. Expresada en ppm.

La cantidad diaria de cloruro de calcio dihidratado, expresado en kg. Necesaria para precipitar estequiometricamente en anion cromato en forma de cromato de calcio. Solucin: Carbn: 1000 TM/dia Contiene:C = 75 % := 0.75 * (100 ) = 75 TM / dia = 75000 Kg / dia S = 4% := 0.04 * (100 ) = 4TM / dia = 4000 Kg / dia Cr = 0.2% := 0.002 * (100 ) = 0.2TM / dia = 200 Kg / dia

Emisor de gases:= 5500Nm^3/h : S + O2 SO2

a. concentracin de SO2 = =

64*103 KgSO2 dia Kg SO2 4000 Kg S 1mol SO 1mol S * * * * = 333.33 3 dia 1mol S 32*10 Kg S 1mol SO2 24h h 333.33Kg SO2 106 mg mgSO2 * = 60606.06 2 5500 Nm / h 1Kg Nm2

mgSO2 22.4*103 cm3 1mol SO2 cm3 = 60606.06 * * = 21212.12 Nm2 1mol SO2 64*103 mg SO2 Nm2 = 21212.12 ppmSO2 b. Emisin de NO 2 =1.8Kg/TMcarbon Kg NO2 1.8 Kg 100TM carbon Q= * = 180 TM carbon dia dia Cantidad : NO = 0.90(180) = 162 Kg NO / dia = 6.75 Kg NO / h NO2 = 0.10(180) = 18 Kg NO2 / dia = 0.75Kg NO2 / h Concentracion : = = 6.75Kg NO / h 106 mg KgNO * = 1227.27 3 5500 Nm / h Kg Nm3 0.75Kg NO2 / h 106 mg KgNO2 * = 136.36 3 5500 Nm / h Kg Nm3

Escorias=

14 KG 100000 Kgcarbon Kg escorias * = 14000 100 Kgcarbon dia dia

escoria = 0.85 g / cm3 = 850 Kg / m314000 Kg / dia m3 365dias escoria m 3 = 16.47 * = 6011.55 850 Kg / m3 dia ao ao Emision de cromo a la atmosfera :1%; = 0.01*( 200 Kg / dia) = 2 KgCr / dia Volumen = v = m / = =2 KgCr dia 103 g gCr * = 83.33 dia 24h 1Kg h

Q = 80m3 / dia = 3.33m 3 / h

c.= 83.33 =

# concentracion dela paricula de CrO3 en los gases de emision : la reaccion : Cr + 3 / 2O2 CrO3 gCrO3 gCr 1molCrO3 1molCr 100 gCrO3 * * * = 160.25 h 1molCr 52 gCr 1molCr O3 h

160.25 gCrO3 / h 106 mg mgCrO3 * = 29.14 2 5500 Nm / h 1g Nm 2

= Concentracion de CrO32 en el vertido :Cantidad deCr que queda : = 0.99(200) = 198 KgCr / dia = 8250 gCr / h En la reaccion Cr + 2O2 CrO4 2

= 8250 =

gCrO4 2 gCr 1molCrO4 2 1molCr 116 gCrO4 2 * * * = 18403.85 h 1molCr 52 gCr 1molCrO42 h

18403.85 gCrO4 2 / h 106 mg 1m3 mg * * = 5521.15 = 5521.15 ppmCrO42 2 3.33 Nm / h 1g 1l l cantidad de CaCl2 .2 H 2O

En la reaccion CaCl2 .2 H 2O + CrO42 CaCrO4 + 2 H 2 O + Cl2 cantidad de CrO4 2 : 18403.85 g / h = 441.69Kg / dia KgCrO4 2 1molCaCl2 .2 H 2 O 1molCrO4 2 147 gCaCl2 .2 H2 O * * * dia 1molCrO4 2 116 gCrO42 1molCaCl2 .2 H2 O

= 441.69 = 559.73

KgCaCl2 .2 H 2O dia