Operaciones Unitarias en Agua




CONTENIDO





1.
2. INTRODUCCION
La presente investigación pretende mostrar un esquema general de algunas Operaciones Unitarias usadas en los procesos de Tratamiento de Aguas, se expone sus usos específicos para el agua, aplicaciones y diseño del proceso y el equipo.
Además de dar a conocer también una visión específica del uso de estas técnicas para tomar decisiones enprocesos de agua, así dando habilidades a los estudiantes de IQ-520 sobre estos temas inherentes al que hacer del Ingeniero Químico.

3. OBJETIVOS
Exponer de una manera fácil, los usos específicos de algunas Operaciones de Transferencia de masa y calor para el tratamiento de aguas
Dar a conocer como el empleo de las operaciones unitarias de adsorción y control de la corrosión permiten acondicionarfuentes de agua para usos industriales y municipales, de manera que se pueda controlar en ellas el sabor, olor, cantidad de materia orgánica y sobre todo adaptarlas para evitar corrosión de las distintas fuentes que la transportan.
Mostrar la aplicabilidad de la Evaporación como operación unitaria para el tratamiento de agua, explicando funcionalidades, equipo y demás temas con énfasis en eldicho proceso.
Manifestar como se emplea la Digestión biológica desde su control hasta el diseño de un proceso con esta magnitud.

4. AERACIÓN
Definición
La aeración es el proceso mecánico por el cual se procura un contacto íntimo del aire con el agua. Aplicada al tratamiento de agua, la aeración transfiere moléculas gaseosas, principalmente oxígeno, del aire, al agua, la aeración incluyetambién la remoción del agua de gases indeseables, como CO2 y CH4; este proceso se cita algunas veces como desgasificación.
El objetivo de la aeración es aumentar solo el contenido de oxígeno en el agua el cual se lleva a cabo algunas veces en el último paso en plantas de tratamiento de agua o de desecho.
Mecanismo de aeración
Como gas, el oxígeno es ligeramente soluble en agua, a 20ºC y al nivel delmar, la concentración de saturación es solo de 9.5 mg/l. A esta concentración, representa solo el 0.00095% del peso del agua. Pero esta concentración, cuando se libera como gas, ocupa 6.7 ml, o 0.67% del volumen del agua que lo contenía.
Como es el caso de la mayor parte de los gases, la solubilidad del oxígeno en el agua es inversamente proporcional a la temperatura. En la siguiente tabla sepresentan los procesos de aeración en el tratamiento de agua y agua de desecho:
Proceso
Rxs. simultaneas
Resultados
Ejemplos
Aeración
Ninguna
Aumento en el contenido de oxígeno disuelto
Oxigenación de corrientes.
Post-aeración de efluentes de aguas negras
Desgasificación
Aeración
Aumento en el contenido de oxígeno disuelto.
Desplazamiento de impurezas gaseosas o volátilesRemoción del CO2, H2S, metano, sabor y olor.
Aeración
Oxidación química
Oxidación de impurezas inorgánica; aumento en el contenido de oxígeno disuelto
Remoción de Fe, Mn, H2S
Aeración
Oxidación bioquímica
Remoción de las impurezas orgánicas por digestión bioquímica
Remoción de DBO en el tratamiento de aguas negras.

En la siguiente tabla se presenta la Solubilidad del oxígeno en aguainfluida por la temperatura y la elevación
Temperatura
Elevación, pies
ºF
ºC
0
1000
2000
32
0
14,6
14,1
13,6
50
10
11,3
10,9
10,5
68
20
9,2
8,8
8,5
86
30
7,6
7,4
7,1
La solubilidad está dada en mg de o2/litro de agua
Principios de transferencia de gas
La aeración se desarrolla en tres pasos separados:
1. El aire se pone en contacto íntimo con el agua por exposición deuna superficie de gran área
2. Las moléculas de gas pasan a través de esta superficie a la fase liquida
3. Las moléculas de gas se difunden alejándose de la película liquida hacia el grueso del líquido hasta que la saturación es completa.
Equipo
En el tratamiento de agua dulce, los aereadores por gravedad y los aereadores por roció han sido tradicionalmente usados para remover hierro,...