Balances de materia

BALANCES DE MATERIA
PROBLEMAS

1. Un proceso compuesto de tres unidades consiste en la concentración y mezcla de fangos de depuradora, y consta de un espesador de fangos primarios por gravedad y un espesador de fangos biológicos por flotación. Al espesador por gravedad le llega una corriente de fangos con un caudal de 100 kg/h con una concentración del 3% de sólidos. La eficacia de separaciónes del 80%, es decir, el 80% de los sólidos alimentados se recoge en el fondo del espesador, y la concentración del fango espesado a la salida es del 5% de sólidos.
Al flotador le llega una corriente de 50 kg/h de fango con 1% de sólidos, de los que el 70% se recogen con una concentración del 3%. Ambas corrientes de fango espesado se introducen en un mezclador. Calcular:
a. Caudal yconcentración de los fangos a la salida del mezclador.
b. Caudales y concentraciones de los sobrenadantes de cada uno de los espesadores.
















2. Un sistema de eliminación de materia en suspensión en agua residual está constituido por un decantador y un espesador de lodos. El decantador es alimentado con una corriente de 1000 m3/h de agua con una concentración de sólidos de 400mg/L. En el decantador se produce la sedimentación de parte de estos sólidos, obteniéndose por el fondo del mismo una corriente de lodo con un 2% en peso de sólidos. El agua clarificada abandona el decantador, mientras que los lodos son conducidos a un espesador que los concentra hasta el 5%. Del espesador se obtiene un sobrenadante con 0,5% de sólidos, que es recirculado a la entrada deldecantador.
El rendimiento de eliminación de sólidos del decantador es del 70%. Admitiendo que la densidad de todas las corrientes es constante e igual a la del agua, determinar:
a. Caudal de lodo recogido en el fondo del decantador.
b. Caudal de lodo espesado.
c. Caudal de sobrenadante.
d. Caudal y concentración de la corriente de salida del decantador.
e. ¿Cuál es el rendimiento de recuperaciónde sólidos del espesador?
















3. Un sistema de desalación de aguas salobres mediante electrodiálisis reversible (EDR) permite obtener una recuperación del 80% de agua producto con una concentración de sales de 500 mg/L a partir de agua con 2000 mg/L, concentrándose la sal en una corriente de salmuera que se desecha. Se quiere obtener 100 m3/h de agua con unaconcentración de sales de 1200 mg/L a partir de agua con 2000 mg/L, para lo cual se diseña una instalación en la que parte del caudal de agua salobre alimenta el módulo de electrodiálisis mientras que otra parte se bypasa, y a continuación se mezclan la corriente de agua desalada con la corriente desviada para obtener el agua con la concentración deseada. Determinar:
a. Caudal de alimentación del sistema.b. Caudal de alimentación al módulo de electrodiálisis.
c. Caudal desviado.
d. Caudal y concentración de la corriente de salmuera.











4. Una parte de un sistema de oxigenación para el tratamiento de un residuo mediante un proceso biológico aerobio experimental, está constituida por un mezclador-evaporador del que se obtiene una corriente de aire enriquecido con la composiciónadecuada. Los flujos de entrada al mezclador-evaporador son los siguientes:
Aire, con un 21% de oxígeno y el resto de nitrógeno.
Oxígeno puro, con una velocidad de flujo molar igual a la cuarta parte de la correspondiente al aire.
Agua líquida, con un caudal de 40 cm3/min.
El gas a la salida tiene un 1,5% en moles de agua. Calcular:
a. Caudal de la corriente de aire.
b. Caudal de lacorriente de oxígeno puro.
c. Caudal de la corriente de aire enriquecido y la concentración de oxígeno en esta corriente.







5. Un dispositivo acondicionador utiliza un condensador para reducir el contenido de humedad de una corriente de aire húmedo. La corriente de aire tiene un 10% de agua y en el condensador se elimina el 90% del agua contenida en el aire. Calcular las fracciones...