prueba de jarras a nivel laboratorio tecnico

7/26/2019 Prueba de Jarras a Nivel Laboratorio Tecnico

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-

Qu es la prueba e !arra

.a prueba de jarras es un procedimiento com/n de laboratorio para determinar las condiciones

ptimas de funcionamiento para el agua o el tratamiento de aguas residuales" Este mtodo permite

realizar ajustes en el p0, las variaciones en la dosis de coagulante o polmero, alternando

velocidades de mezclado, o la prueba de coagulante o diferentes tipos de polmeros, a pequea

escala con el fin de predecir el funcionamiento de una operacin a gran escala de tratamiento" 2na

prueba de jarras simula los procesos de coagulacin y floculacin que fomentan la eliminacin de

los coloides en suspensin y materia orgnica que puede conducir a problemas de turbidez, olor y

sabor"

Pr"#e$%$e&'" e prueba(

.os procedimientos de prueba de jarras incluye los siguientes pasos$

1" .lene los recipientes de prueba frasco aparato con la muestra de agua" 2n contenedor se

utilizar como control mientras que los otros cinco contenedores se puede ajustar

dependiendo de qu condiciones se encuentran en evaluacin" #or ejemplo, el p0 de los

frascos se puede ajustar o variaciones de las dosis de coagulante se puede agregar a

determinar las condiciones ptimas de funcionamiento"

-" *adir el coagulante a cada contenedor y agitar a apro!imadamente 133 rpm por 1

minuto" .a etapa de mezcla rpida ayuda a dispersar el coagulante a travs de cada

contenedor" 4oagulantes son aditivos qumicos, tales como sales metlicas, que ayudan a

producir ms pequeos agregados para formar partculas ms grandes"

5" &educir la velocidad de agitacin de -6 a 56 rpm y contin/e batiendo por 16 a -3

minutos" Esta velocidad ms lenta de mezcla ayuda a promover la formacin de flculos

mediante la mejora de las colisiones de partculas que dan lugar a grandes flculos" Estas

velocidades son lo suficientemente lento como para evitar 78eering del flculo debido a la

turbulencia causada por la agitacin de ayunar"

9" *pague los mezcladores y permitir que los contenedores que conformarse con 53 a 96

minutos" * continuacin, medir la turbidez final en cada contenedor ".a turbidez final se

puede evaluar ms o menos a simple vista o con ms precisin usando un nefelmetro"


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5

.a siguiente animacin muestra una prueba de jarras tpicas" cantidades variables de las dosis de

coagulante se aade a - de los 9 contenedores" El frasco primero de la izquierda es que act/a

como un control y no coagulante aadi" .as dosis de coagulante aumento en los contenedores de

izquierda a derec8a" #or esta agua, ya que la dosis de coagulante aumento de la turbidez residual

mejorado" Es importante tener en cuenta que la dosis ptima del coagulante es la dosis que se

re/ne la turbidez especficas requeridas en el permiso reglamentario" .a adicin de coagulante en

e!ceso puede reducir la turbidez ms all de lo necesario, pero tambin podra conducir a la

produccin de ms de lodos que deben ser eliminados"

II ETAPAS DEL TRATAMIENTO F)SICO*QU)MICO

#ara romper la estabilidad de las partculas coloidales y poderlas separar, es necesario realizar tres

operaciones$ coagulacin, floculacin y decantacin y:o sedimentacin"

A. COAGULACI+N

.a coagulacin consiste en desestabilizar los coloides por neutralizacin de sus cargas, dando

lugar a la formacin de un floculo ; n/cleo microscpico"

.a coagulacin de las partculas coloidales se consigue aadindole al agua un producto qumico

(electrolito) llamado coagulante"


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b, I&%ers$& e& u& pre#$p$'a" " 0l"#ul" e barr$".

.os coagulantes forman en el agua ciertos productos de baja solubilidad que precipitan" .as

partculas coloidales sirven como n/cleo de precipitacin quedando inmersas dentro del

precipitado"

FACTORES QUE INFLU1EN EN EL PROCESO DE COAGULACI+N"

p2

Es un factor crtico en el proceso de coagulacin" 7iempre 8ay un intervalo de p0 en el que uncoagulante especfico trabaja mejor, que coincide con el mnimo de solubilidad de los iones

metlicos del coagulante utilizado"

7iempre que sea posible, la coagulacin se debe efectuar dentro de esta zona ptima de p0, ya

que de lo contrario se podra dar un desperdicio de productos qumicos y un descenso del

rendimiento de la planta"

7i el p0 del agua no fuera el adecuado, se puede modificar mediante el uso de coadyuvantes o

ayudantes de la coagulacin, entre los que se encuentran$

4al viva"

4al apagada"4arbonato sdico"

7osa 4ustica"

@cidos minerales"

A/$'a#$& r3p$a e la %e-#la.

#ara que la coagulacin sea ptima, es necesario que la neutralizacin de los coloides sea total

antes de que comience a formarse el floculo o precipitado"

#or lo tanto, al ser la neutralizacin de los coloides el principal objetivo que se pretende en el

momento de la introduccin del coagulante, es necesario que el reactivo empleado se difunda con

la mayor rapidez posible, logrndose a travs de una agitacin, ya que el tiempo de coagulacin

es muy corto (1sg)"


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TIPO DE COAGULANTES.

.os coagulantes principalmente utilizados son las sales de aluminio y de 8ierro" .as reacciones de

precipitacin que tienen lugar con cada coagulante son las siguientes$

4. SULFATO DE ALUMINIO 5'a%b$& #"&"#$" #"%" sul0a'" e al6%$&a, 5Al7 5SO8,9,

7ulfato de *l/mina, 4onocido como *lumbre, es un coagulante efectivo en intervalos

de p0 A a B" #roduce un flculo pequeo y esponjoso por lo que no se usa en precipitacin previa

de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua" 7in

Embargo su uso est generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reduccin de coloidesorgnicos y fsforo"

4uando se aade sulfato de al/mina al agua residual que contiene alcalinidad de carbonato cido

de calcio y magnesio, la reaccin que tiene lugar es la siguiente$

*l- (7+9)5 C 5 4a (04+5)- D - *l (+0)5 C 5 4a7+9 C A 4+- E# 5:4,

.a reaccin es anloga cuando se sustituye el bicarbonato clcico por la sal de magnesio"

&ango de p0 para la coagulacin ptima$ 6F,6"

C"& #al(

*l- (7+9)5 C54a (+0)- D - *l (+0)5 C 5 4a7+9 E# 5:7,

7. SULFATO F;RRICO 5Fe7 5SO8,9,

7ulfato rrico, funciona de forma estable en un intervalo de p0 de 9 a 11, uno de los

ms amplios conocidos" #roducen flculos grandes y densos que decantan rpidamente, por lo

que est indicado tanto en la precipitacin previa como en la coprecipitacin de aguas residuales

urbanas o industriales" 7e emplea tambin en tratamiento de aguas potables aunque en alg/n caso

puede producir problemas de coloracin"

4on la alcalinidad natural$


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A

e- (7+9)5 C 5 4a (04+5)- D - e (+0)5 C 5 4a7+9 C A 4+- E# 5:9,

&ango de p0 para la coagulacin ptima$ entre 9 y F, y mayor de G"

C"& #al(

e- (7+9)5 C 5 4a (+0)- D - e (+0)5 C 5 4a7+9 E# 5:8,

F$/ura 4. Deses'ab$l$-a#$& el #"l"$e < #"%pres$& e la #apa $0usa.

F$/ura 7. Fuer-as e a'ra##$& < repuls$&


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F

B FLOCULACI+N

.a floculacin trata la unin entre los flculos ya formados con el fin aumentar su volumen y peso

de forma que pueden decantar, consiste en la captacin mecnica de las partculas neutralizadas

dando lugar a un entramado de slidos de mayor volumen" He esta forma, se consigue un aumento

considerable del tamao y la densidad de las partculas coaguladas, aumentando por tanto la

velocidad de sedimentacin de los flculos"

=sicamente, e!isten dos mecanismos por los que las partculas entran en contacto$

#or el propio movimiento de las partculas (difusin broIniana)" En este caso se 8abla de

loculacin pericintica o por conveccin natural" Es muy lenta"

#or el movimiento del fluido que contiene a las partculas, que induce a un movimiento de

stas" Esto se consigue mediante agitacin de la mezcla" * este mecanismo se le denomina

loculacin ortocintica o por conveccin forzada"

E!isten adems ciertos productos qumicos llamados floculantes que ayudan en el proceso de

floculacin" 2n floculante act/a reuniendo las partculas individuales en aglomerados, aumentando

la calidad del flculo (flculo ms pesado y voluminoso)"

0ay diversos factores que influyen en la floculacin$a) 4oagulacin previa lo ms perfecta posible"

b) *gitacin lenta y 8omognea"

.a floculacin es estimulada por una agitacin lenta de la mezcla puesto que as se favorece la

unin entre los flculos" 2n mezclado demasiado intenso no interesa porque rompera los flculos

ya formados"

c) 'emperatura del agua"

.a influencia principal de la temperatura en la floculacin es su efecto sobre el tiempo requerido

para una buena formacin de flculos"

Jeneralmente, temperaturas bajas dificultan la clarificacin del agua, por lo que se requieren

periodos de floculacin ms largos o mayores dosis de floculante"

d) 4aractersticas del agua"

2n agua que contiene poca turbiedad coloidal es, frecuentemente, de floculacin ms difcil, ya que


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B

las partculas slidas en suspensin act/an como n/cleos para la formacin inicial de flculos"

e) 'ipos de floculantes

7eg/n su naturaleza, los floculantes pueden ser$

>inerales$ por ejemplo la slice activada" 7e le 8a considerado como el mejor floculante

capaz de asociarse a las sales de aluminio" 7e utiliza sobre todo en el tratamiento de agua

potable"

+rgnicos$ son macromolculas de cadena larga y alto peso molecular, de origen natural o

sinttico"

.os floculantes orgnicos de origen natural se obtienen a partir de productos naturales como

alginatos (e!tractos de algas), almidones (e!tractos de granos vegetales) y derivados de la

celulosa" 7u eficacia es relativamente pequea"

.os de origen sinttico, son macromolculas de cadena larga, solubles en agua, conseguidas por

asociacin de monmeros simples sintticos, alguno de los cuales poseen cargas elctricas o

grupos ionizables por lo que se le denominan poli electrolitos"

7eg/n el carcter inico de estos grupos activos, se distinguen$

#oli electrolitos no inicos$ son poliacrilamidas de masa molecular comprendida entre 1 y

53 millones"

#oli electrolitos aninicos$ 4aracterizados por tener grupos ionizados negativamente

(grupos carbo!licos)"

#oli electrolitos catinicos$ caracterizados por tener en sus cadenas una carga elctrica

positiva, debida a la presencia de grupos amino"

.a seleccin del poli electrolito adecuado se 8ar mediante ensayos jartest"

En general, la accin de los poli electrolitos puede dividirse en tres categoras$

En la primera, los poli electrolitos act/an como coagulantes rebajando la carga de las partculas"

#uesto que las partculas del agua residual estn cargadas negativamente, se utilizan a tal fin los

poli electrolitos catinicos"

.a segunda forma de accin de los poli electrolitos es la formacin de puentes entre las partculas"

El puente se forma entre las partculas que son adsorbidas por un mismo polmero, las cuales se

entrelazan entre s provocando su crecimiento"

.a tercera forma de actuar se clasifica como una accin de coagulacin formacin de puentes, que


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G

resulta al utilizar poli electrolitos catinicos de alto peso molecular" *dems de disminuir la carga,

estos poli electrlitos formarn tambin puentes entre las partculas"

C.* DECANTACI+N O SEDIMENTACI+N.

Esta /ltima etapa tiene como finalidad el separar los agregados formados del seno del agua, de tal

manera que se obtenga dos fases muy distintas$ agua clarificada y pasta de slidos con la menor

cantidad de agua posible"

PRUEBAS A NIVEL LABORATORIO DE EFLUENTES DE MINA

4. MATERIALES= EQUIPOS 1 MAQUINARIAS

#otencimetro digital con control de 'K4, #0 y potencial de o!idacin"

=alanza analtica

&eactivos para tratamiento de agua

Lasos de precipitacin pre! de -333 ml

*gitador mecnico

7. MATERIA PRIMA

*gua de mina, alimentacin a la planta de tratamiento de aguas industriales #'*& de la unidad de

0eraldos 4E0lue&'e Cu5%/?l', Pb5%/?l', @&5%/?l', Fe5%/?l', P2"#'*&" 3"19 3"GF 13"BG 6"11 F"6G


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9. METODOLOG)A EPERIMENTAL

#ara realizar las pruebas e!perimentales de jarras se 8an considerado como

constantes la velocidad de agitacin de 133 rpm, temperatura 16M4, variable importante es el

p0"

* manera de evaluacin se realiz una prueba adicionando a 1333 ml de agua,

solucin al 13N de sulfato de aluminio, solucin al 3"36N de magnafloc >' 9-1A ani;nico,

solucin al 9FN de sulfato fOrrico, sometidos a agitacin, no se observa floculacin ni

coagulacin, por lo que se comprob su #0 siendo esta de 9"-A, para nuestros objetivos el #0

debe estar en un rango de AG, para mejorar el #0 se adiciona cal viva, con lo que se realiza las

siguientes pruebas


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12/19

1-

8. RESULTADOS EPERIMENTALES.

9


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15

. CONSUMO DE COAGULANTES= FLOCULANTES.

En funcin a los resultados de los test


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19

Gra0$#a N> 4

14121086420

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

Fe - Al - Ca - Cu - S - H2O - System at 25.00 C

C:\HSC6\EpH\CuAlCaFe.iep pH

Eh (!lts"

H2O Limits

Fe

FeO#OH

Cu5FeS4

Fe0.8$$S

FeAl2O4

Fe%O4

CuFeO2

Fe(&2a"

Fe(&%a"

E'EE)*S !lality +,essu,e

Cu 1.000E&00 1.000E&00

Al 1.000E&00 1.000E&00

Ca 1.000E&00 1.000E&00

Fe 1.000E&00 1.000E&00

S 1.000E&00 1.000E&00

Gra0$#a N> 7


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16

14121086420

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

- Al - Ca - Fe - S - H2O - System at 25.00 C

C:\HSC6\EpH\AlCaFe.iep pH

Eh (!lts"

H2O Limits

S

O#Al2O%

Fe2O4

(HS"%(-a"

(&2a"

(&2a"

E'EE)*S !lality +,essu,e 1.000E&00 1.000E&00

Al 1.000E&00 1.000E&00

Ca 1.000E&00 1.000E&00

Fe 1.000E&00 1.000E&00

S 1.000E&00 1.000E&00

Gra0$#a N> 9

14121086420

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

S - Al - Ca - Fe - +/ - H2O - System at 25.00 C

C:\HSC6\EpH\+/AlCaFe.iep pH

Eh (!lts"

H2O Limits

Fe0.8$$S

+/S

%+/O#+/SO4

CaSO4+/O#+/SO4+/SO4 2+/O#+/SO4

HS(-a"S(-2a"

HS2O8(-a"

S4O%(-2a"

SO4(-2a"

+/(HS"%(-a"

HS2O$(-a"

S5O%(-2a"

E'EE)*S !lality +,essu,e

+/ 1.000E&00 1.000E&00Al 1.000E&00 1.000E&00

Ca 1.000E&00 1.000E&00

Fe 1.000E&00 1.000E&00

S 1.000E&00 1.000E&00


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1A

.* CONCLUSIONES.

1".a floculacin, coagulacin es acelerada empleando al sulfato de aluminio, magnafloc >' 9-1A

ani;nico y cal viva, con una ligera agitacin, por lo tanto disminucin de los metales disueltos, tal

como lo obtenido en la prueba y:o test


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1F

ANEO IMGENES

PRUEBA DE JARRAS

COAGULACION 1 COAGULACION


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1B

PRUEBA INICIAL SIN SULFATO FERRICO

PRUEBA SULFATO FERRICO


19/19

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

SOFTARE 2SC C2EMISTR1 OUTOTEC

PRESSURE 21DROMETALLURG1 Fa'H$ 2abasH$Depar'%e&' "0 M$&$&/=Me'allur/

prueba de jarras a nivel laboratorio tecnico

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