AERACIÓN POR GOTEO 1






AERACIÓN POR GOTEO - REMOCIÓN DE ANHIDRIDO CARBÓNICO













1) OBJETIVOS

Demostrar experimentalmente el efecto de la aireación sobre una muestra de agua sobresaturada de un gas, en este caso el anhídrido carbónico (CO2), cuando esta es expuesta al ambiente que la rodea por medio de goteo.

Verificar la correlación del trabajo experimental con las fórmulas teóricas referidas alequilibrio cinético y la transferencia de masa.

Determinar al final del experimento el valor del coeficiente de transferencia total, K.

2) FUNDAMENTO TEÓRICO

Transferencia de gases:

La transferencia de gases es el fenómeno físico mediante el cual las moléculas de un gas son intercambiadas entre un líquido y un gas dando como resultado el incremento de la concentración de gas o gases desde la fasede mayor concentración hacia la de menor concentración, buscando quedar en equilibrio, tal intercambio depende de factores como: presión, temperatura (absorción del gas) y un decremento cuando la fase líquida está sobresaturada (desorción o escape de gas).

El proceso más usado en una planta de tratamiento es la inserción de cloro en gas como último proceso de purificación. En el campo deltratamiento del agua residual, la aplicación más común de la transferencia de gases consiste en la transferencia de oxígeno en el tratamiento biológico del agua residual. Dada la reducida solubilidad del oxígeno y la baja velocidad de transferencia que ello comporta, suele ocurrir que la cantidad de oxígeno que penetra en el agua a través de la interfase aire-superficie del líquido no es suficiente parasatisfacer la demanda de oxígeno del tratamiento aerobio. Es preciso crear métodos adicionales para conseguir transferir la gran cantidad de oxígeno necesaria. Para conseguir este propósito se puede introducir en el agua aire que contiene el oxígeno, o se puede exponer el líquido a la atmósfera en forma de pequeñas gotas.
Para diferentes presiones y temperaturas, la concentración de saturación deloxígeno y la del CO2 es la mostrada a continuación.



Influencia del CO2 en las aguas

Los problemas de corrosión o incrustación de las aguas se deben principalmente a la concentración de anhídrido carbónico libre (CO2), aunque también pueden intervenir otros elementos como la dureza, el oxígeno disuelto (Allende, 1976), alcalinidad, ácidos húmicos, ácido sulfhídrico, sales y microorganismos.Las aguas pueden contener diferentes cantidades de CO2 libre, el cual influye en el comportamiento del carbonato de calcio contenido en tales aguas. Se dice que el CO2
en equilibrio es la cantidad de dióxido de carbono que debe estar presente en el agua para mantener en solución al bicarbonato que se encuentra en dicha agua. Si existe CO2 en exceso, éste ataca al CaCO3 para aumentar laconcentración del bicarbonato y mantener el equilibrio; por otro lado, si hay deficiencia de CO2, el CaCO3 se precipita para disminuir la concentración de bicarbonato, aumentando así el CO2 y restableciendo el equilibrio.



Podemos concluir mencionando lo siguiente:

Si el CO2 libre es mayor que el CO2 de equilibrio, existe exceso de CO2, por lo que se considera que el agua es agresiva.

Si el CO2 libre esigual al de equilibrio, el agua está en equilibrio. Sin embargo, cuando el CO2 libre es menor que el de equilibrio, existe deficiencia en el CO2 de equilibrio, y se dice que el agua es incrustante.

Aspectos Teóricos de la Aeración y Transferencia de Gases

Si el agua se expone a un gas o a una mezcla de gases existe un intercambio continuo de las moléculas del gas de la fase líquida en la fasegaseosa y viceversa. Tan pronto como la concentración de solubilidad en la fase líquida es alcanzada, ambas corrientes del gas serán de igual magnitud tal que no ocurrirá cambios de las concentraciones del gas en ambas fases.

Este equilibrio dinámico se refiere generalmente como la solubilidad o la concentración de la saturación del gas en el líquido. Cuanta más alta es la concentración del gas...