Tratamiento f-q agua residual

Practica 1
QUÍMICA DEL MEDIO AMBIENTE


Daniel López Fernández
3º Ingeniería Química
Índice:

Tratamiento físico-químico de un agua residual industrial.
Clasificación y definición de sólidos en H2O.
Potencial Zeta.
Tipos de coagulantes y floculantes. Propiedades. Aplicaciones en función del agua. Dosis.
Método Jar-Test o prueba de jarras.
Decantadores.Precipitación de metales.

Degradación fotocatalítica de un pesticida.
Procesos de oxidación avanzada. Clasificación.
Propiedades del TiO2.
Variables que afectan TiO2/UV.
Aplicaciones.
Cromatografía iónica. HPLCFR-UV. Carbono Orgánico Total.

Tratamiento físico-químico de un agua residual industrial.

* Clasificación y definición de sólidos en H2O.
Hablaremos de tres distintos tipos de sólidosen agua. Partículas sedimentables, partículas coloidales y partículas disueltas.
Las partículas sedimentables son partículas más o menos grandes que se encuentran en suspensión en el agua. Son partículas que por su peso tienden a precipitarse con facilidad, razón por lo cual permanecen suspendidas en el agua en períodos cortos de tiempo. Su eliminación es fácil, dejando fluir lentamente el aguapara la precipitación de estos sólidos.
Las partículas coloidales (suelen ser arcillas) tienen un pequeño tamaño, con un diámetro medio comprendido entre 0.1 y 0.01 μm, generalmente cargadas negativamente, lo que implica la presencia de fuerzas de repulsión, y por todo ello se encuentran suspendidas en el agua, siendo su precipitación excesivamente lenta o inexistente. Por ello para su eliminaciónse requieren de procesos de coagulación y floculación que más tarde explicaremos. Existen varios términos para distinguir los tipos de sistemas coloidales. Para el tratamiento de agua, los más importantes son hidrofílico e hidrofóbico. Los coloides hidrofílicos muestran gran atracción por el agua, mientras que los hidrofóbicos muestran menos atracción.
En el agua también encontrarnos partículasdisueltas, metales que se encontraran en disolución. La eliminación de estos, puesto que se encuentran en disolución, será mediante precipitaciones, jugando con los valores de pH.

Figura 1. Clasificación por tamaños.

* Potencial Zeta.
El potencial Zeta es uno de los parámetros fundamentales que controlan la interacción de partículas en suspensión. Es una medida de la estabilidad de unapartícula e indica el potencial que se requiere para penetrar la capa de iones circundante en la partícula para desestabilizarla. Por lo tanto, el potencial zeta es la potencia electrostática que existe entre la separación de las capas que rodean a la partícula.
Para explicar el potencial Zeta nos serviremos del modelo de la doble capa. Se usa este modelo para visualizar la atmósfera iónica en laproximidad del coloide cargado y para explicar cómo actúan las fuerzas eléctricas de repulsión. Es posible entender este modelo como una secuencia de etapas que ocurren alrededor de un coloide negativo, si los iones que neutralizan sus cargas son repentinamente separados (figura 2).

Figura 2. Capa difusa
La vista izquierda muestra el cambio en la densidad de carga alrededor del coloide. Laderecha muestra la distribución de iones positivos y negativos alrededor del coloide cargado.
Efecto del coloide sobre el ion positivo (llamado contraion) en la solución. Inicialmente, la atracción del coloide negativo hace que algunos iones positivos formen una rígida capa adyacente alrededor de la superficie del coloide; esta capa de contraiones es conocida como la capa de Stern.
Otros ionespositivos adicionales son todavía atraídos por el coloide negativo, pero estos son ahora rechazados por la capa de Stern, así como otros iones positivos que intentan acercarse al coloide. Este equilibrio dinámico resulta en la formación de una capa difusa de contraiones, éstos tienen una alta concentración cerca de la superficie, la cual disminuye gradualmente con la distancia, hasta que se logra un...