'CIENCIAS BASICAS E MGEHIERIA

DEIFIARTAMENTO DE

PROCESOS E HIDRAULICA

/ AREA DE IIVGEHIERIA WIMICA

,

INFORME DE PROYECTO TERMINAL

LABORATORIO DE PROCESOS Y DISEÑO I11

PROF. Ing. Uriel Arechiga

Coordinador de Proyectos Terminales

M. en C. Rafael Chavet Rivera

Dr. Richard Ruir

GALEANA CHWVEZ ERNESTO RAMOS SANCHEZ MARCIAL

VELAZQUEZ SOLIS JUAN EUTIQUIO

SEPTIEMBRE, 29 / 1989

Resumen y Conclusiones.................................. i

Producto y sus Caracteristicas..................-8m.....m 2

- Caracteristicas del agua - Prueba de la Demanda Quimica de Oxigeno (DQO) / - Caracteristicas de l a s aguas residuales y

El Estudio de Mercado.................................... 3

- Introduccion - El Valle de Mexico - Clima, Lluvias y Rios - Geoloqia y Agua Subterranea./ - Balance Hidroloqico /- - Historia

* Epoca Prehispanica y Colonial * El Siglo X I X

* El Siglo X X (primeros 75 años)

IC A

* Epoca Actual / - Abartecimiento de Agua

- Nivel y Usos de1 Agua

- Derechos por servicio de Agua A

- Usos potenciales de las aguas residualer I

Los Trabajos de Investigacion.........................., 4

- Tecnologias para el tratamiento de aguas reriduales y

- La industria lactea en Mexico wk - Hetodos productivos y generacion de efluentes A - Las bases del diseño

it Caracteristicas basicas de los efluentes lacteos

* Metodos de tratamiento de los efluentes de la in- f dustria lechera.

DQOH

> Determinacion de la DQO k > Metodo del Dicromato de Potasio

> Verificacion del valor de la solucion de Sul-

fato de Hierro y Amonio

> Procedimiento

> Expresion de resultados

- Diagrama Expevimental del sistema de tratamiento a ni vel Planta Piloto

- 080 para diferentes concentraciones de leche concen-

trada

- Calibracion de Bombas ,

* Alimentacion

* Recirculacion - Calibracion del rotametro - Velocidad minima de fluidizacion - Distribucion de tiempos de residencia

Resultados del Diseño................................... 5

- Datos generales de diseño - Caracteristicas de servicio - Criterios de diseño de equipo

* Normas y seleccion de equipoa utilizar en la plan ta de tratamiento de aguas residuales de Cremeria

Chalco

- Dimensionamiento y Seleccion de Equipo - Caracteristicas y Condiciones de Operacion de los -

Equipos Principales

- Diagrama de Flujo del Proceso - Plano Arquitectonico de la Planta

’. Personal Necesario...................................... 6

Inversion Total......................................... 7

Apendice l............................................. 8

- Desarrollo de la Cinetica de Reaccion

- Escalamiento del Reactor - B818nCe8 de Enargia

4k Bonbas

4t Compresor

- Balance de Masa del Reactor

- Algunas curvas encontradas como referencias

Bib1iografia.........................~.......~........... 9

..

RESUMEN Y CONCLUSIONES

RESUMEN Y CONCLUSIONES

Mediante el presente reporte se describirá el proceso - de tratamiento de las aguas residuales de la industria lác-

tea, como eo ya sabido este tipo de efluentes es el más con-

taminante debido a su alto nivel de demanda qufmica de ox(-

geno.

En este proyecto se implemento un tratamiento en base a

una digestión anaeróbia, proponiendo el uso de un bioreactor

de lecho fluiditado, previamente cargado con microorganismos

provenientes del tracto digestivo del ganado vacuno.

El objetivo principal de esta investigacion es poder ob

tener un nivel más bajo de DQO en los efluentes, para que de c

esta manera pueda se reutilizada esta agua en el lavado de - pisos, de vehiculos, de tanques de almacenamiento (parte ex-

teriorly servicios en sanitarios Además se va a obtener co-

mo beneficio adicional biogas que es recuperado como produc- 3

to de fermentación, el cual consiste de metano y dioxido de

carbono, este gas se podra utilizar en la industrta láctea - para alqun proceso de calentamiento o de pasteurización que

se lleve a cabo dentro de la misma, disminuyendo el gasto en

el consumo de combustibles (diafano) y de agua potable muni-

cipal, que es con la que hasta ahora se libran estas necesi-

dades.

Es conveniente mencionar que para la obtención de datos

reales utilizados en este informe se conto con la colabora-

' ..,..<

cion de Cremeria Chalco en su planta de Quesos.

Referido al aspecto econimico de los resultados obteni

dos en el analisie de este proyecto, la inversion total para

la Planta de Tratamiento de Aguas se necesitan S 292,574.65

U.S. Dlle. como inversion inicial de capital fijo En cuanto

@l consumo de agua se obtuvo por medio del gobierno del Esta

do de Mexico que la cuota por consumo de agua potable para -

C s

industrias es de * 0.2174 U.S. Dlls. por cada m3 qastado, lo

que produce un gasto de 0. 130.4348 U.S. Dlls. mensuales Por 7 J

consiguiente, es mas barato pagar aqua potable de la red mu-

nicipal que invertir en

Aunque esta Planta

un

ra

en

mo

e1

ahorro en el consumo

su consumo de 600 m3

una planta de Tratamiento de Agua.

de Tratamiento

de agua en un\

por dia a solo

de Aqua proporcionara

65)E _- , es decir baja- 210 m3 por dia, que -

cuestion de dinero conduce a O 45.65 U.S. Dlls. por CURSU

de agua, que se traduce en % 84.7838 U.S. Dlls. menos en

consumo diario de agua potable de la red municipal, por. - esto que se concluye que esta planta de Tratamiento de Aqua

es un beneficio social, ya quo no se obtiene un beneficio e-

conomico a partir del proceso.

E5 tambien claro que mientras no se sancione a la indus

tria en cuanto al desecho de aguas residuales, no se podran

vislumbrav. resultados positivos en cuanto a la guerra contra

’ -

la contrminaeion rrnbientai en la que vívimor actualmente en

e1 Valle da Mexico.

PRODUCTO Y SUS CARACTERISTICAS

\

2 EL PRODUCTO Y SUS CARACTERISTICAS

PROPIEDADES QUE DETERMINAN LAS CARACTERISTICAS DEL AGUA

En términos de evaluar cuantitativamente la calidad del

aqua a tratar como la de la renovada, se han desarrollado - una serie de definiciones y técnicas de medición que permi-

ten evaluar su5 características fundamentales. Estas mismas

mediciones permiten el control de 105 procesos de tratamien-

to, por lo que mencionarlas en el presente trabajo proporcig

na seguridad en los resultados que re esperan después de lle

var a cabo en tratamiento aquí propuesto.

En la Dirección General de Construcción y Operación Hi-

draúlica del Departamento del Distrito Federal se consideran

parámetros de evaluación tales como:

Tipos de Parámetros

Fisicos

Químicos

Funcionales

Orqánicos

~norgánicos

Biológicos

Otros

Total

Numero de Parámetros

8

En nuestro caso mencionaremos solo la prueba de la DBO

que e5 la Única que se llevó a cabo para el díseño y experi-

mentación de este proyecto, es conveniente mencionar que en

cuanto al pH se sabe por pruebas tomadas directamente de los

efluentes de la planta a distintos horarios y durante dife-

rentes periodos de tiempo de una y hasta dos semanas de d i f e

rencía, se mantiene un pH desde 6.7 hasta 7.5, para esto nos

servirán las cisternas de amortiguamiento.

DEMANDA BUIMICA DE üXIOENQ_. ( DQO 1 ;jF, /- ----c-LI- ,'

Esta prueba e5 ampliamente usada como medida de la i n -

fluencia de la contaminación industrial o doméstica. _.I La prue

ba consiste en determinar la cantidad de oxígeno requerida -

- - -

._ - _-

papa oxidar todos los compuestos orgánicos, hasta COZ y HA&-

esta - _ prueba se lleva a cabo mediante Acido SelfÚrico y cata-

lizad*or-es, los cuales se emplean para eliminar el exceso de - -

cloruros presentes antes de realizar la prueba. Esta prueba

tarda alrededor de tres horas a alta temperatura y en prese;

cia de dicromato de potasio, el cual se consume y se titula

con sulfato ferroso amoniacal, utilizando como indicador fe-

rroína.

A continuación se muestra una tabla que menciona a

principales grupos contaminantes y su fuente mas común:

los

Y

CARACTERISTICAS FISICAS, BUIMICAS Y BIOLOGICAS DE LAS

A W A S RESIDUALES

~aracterfrt icas

Físicas

Co 1 or

Olor

SÓl idos

Temperatura

~u ím i cas

Carbohidratos

Procedencia

aguas residuales domésti

cas e industriales, des-

integ~ación natural de - materiales orgánicos.

agua residual en descom-

posición, vertidos indus

triales.

agua de suministro, agua

residual doméstica e i n -

dustrial, erosión del - suelo, infiltración y cg

nexiones incontrolgdas.

aguas residuales doméstj

cas e industriales.

aguas residuales indus-

triales y comerciales. cd

Agentes termoactivos

Alcalinidad

Metales pesados

Ni trÓgeno

i' Grasas animales, aceites y aguas residuales indus-

grasas vegetales triales y comerciales.

Pest i c i das

Feno 1 es vertidos industriales.

Protefnas aguas residuales domis-

residuos agr íco las

ticas y comerciales.

aguas residuales domés-

ticas, comerciales e in-

dustriales.

aguas residuales domés-

ticas, agua de suminis-

tro, infiltración del a-

gua subterránea.

vertidos industriales.

aguas residuales domés-

ticas.

B i o i óg i cas

Animales

Plantas

Prot i s t as

curso de agua y en plan-

tas de tratamiento.

curso de agua y en plan-

tas de tvatamiento.

aguas residuales domés-

ticas y plantas de tra-

tam i en to.

J Virus aguas resíduales do,m;s-

ticas.

EL ESTUMO DE MERCADO

EL ESTUDIO DE MERCADO

INTRODUCCION

- El aqua es no solo un recurso vital para la super-

vivencia biológica del ser humano, sino que es también

una materia prima esencial para numerosos procesos in-

dustriales y constituye por consiguiente un vital re-

curso natural. - I

En la Industria Química, be usa el agua como sol-

vente, reactivo, medio de reacción, medio de transpor-

te y medio de transferencia de calor; En la Industria

Alimenticia y de Bebidas contituye un elemento impor-

tante de muchos productos.

+Una corriente natural sana, como un lago o un r f o

posee una capacidad limitada de autopurificacidn, en - este proceso de purificación, las materias orgánicas - se descomponen finalmente en compuestos simples como - anhfdrido carbónico o metano, y los microorganismos - aumentan en número, de este modo, los contaminantes 01

gánicos se eliminan de la corriente de agua, en parte

por descomposiciÓn bioqufmica y en parte por conver-

sión en celulas microbianas.,+

La Industria Láctea, es un elemento importante den

tro de la Industria de los Alimentos y contribuye con

cantidades significativas a los efluentes residuales -

.

que deben ser tratados antes de descargarse en siste-

mas naturales tales como rfos.

Generalmente estas industrias lácteas conocen el - problema de la contaminación causada por SUE efluentes

pero no toman la iniciativa mientras no se vean forza-

das por disposiciones legales o presiones economicas.

La principal raton de esta pasividad es económica:

se rechaza el concepto de que el control de la contami

nación debe ser un costo dentro de la operpción de es-

tas plantas, como cualquier otro insumo de producción,

mas bien se tiene el concepto de que el dinero dedica-

do a esto es el dinero literalmente " tirado al cafio '

En adicion al aspecto económico se encuentran otros - factores como:

- Amplio desconocimiento de la naturaleza y con- centración de los efluentes residuales a la In

dustria Láctea.

- Falta de comprensión del valor. económico poten cia1 que tiene el recobrar sub-productos Úti-

les de las aguas residuales.

- Un desconocimiento total de las tecnologías de

control de efluentes y su tratamiento.

Es necesario contemplar el problema de abasto y de

desalojo de aguas residuales en la zona metropolitana,

es por esto que se hace indispensable conocer el histo

rial disponible.

0 9 5 0 9 7

.

El Valle de Mexico

Esta situado en el borde sur de la Mesa Central - con una extensión de 9650 Km2 de forma elíptica con - 1 1 0 km de eje mayor y 80 km de eje menor, esta rodea-

do completamente por montañas y su altitud oscila en-

tre 2240 y 2390 msnm. No tiene salidas naturales (des

ague5 naturales).

Existen varios lagos que rodean al valle y estos - son:

- Lago de Texcoco - Lago de Zumpanqo - Lago de Chalco (extinguido ya) En época de lluvias se tiene que las precipitacio-

nes desembocan en espacios pantanosos y lagos.

CLIMA, LLUVIAS Y RIOS

El clima del valle es: Subtropical de altura, tem-

plado semiseco y sin estación invernal bién definida.

temperatura media anual 15°C. Las lluvias ocurren de - mayo a octubre y la época de secas se registra durante

el resto del año. La precipitación media anual es de - 7RI0 mm. existe una mayor precipitación en la zona No-

reste.

En la siguiente figura se aprecia la división de - las 1 1 hidrozonas en que se divide el valle.

I

- ZONA I. Comprende las cuencas de los ríos que ba

jan de la sierra de Chíchínautrin. Los - ríos son San Gregorio, San Lucas y San - Buenaventura, con un caudal de 38 11s pe

ro cuando llega a llover mucho en el Bue

naventura llega a tener un caudal de 100

m3/seg.

- Zona I1 y 1 1 1 . Incluye los Ríos Magdalena, Mix-

coac, Tacubaya, Hondo y Tlalnepantla.

- Zona IV. Ríos Tepotzotlán y Cuautitlán.

- Zona V y VI. Constituidas por las avenidas de Pa

chuca y San Juan Teotihuacan.

- Zona VII. Incluye a los ríos que desembocan en - el Lago de Texcoco por el oriente.

- Zona VIII. Rfos San Francisco y Milpa Alta.

- Zona I X , X y X I . Se extiende desde la cuenca del

Río Tizar hasta las corrientes del Rfo - Tecocomulco.

Entre todas las corrientes que forman la cuenca se

obtiene un caudal medio de 19 m3/seg. que equivalen al

9% del volumen que llueve en un año.

GEOLOGIA Y AGUA SUBTERRANEA

El abastecimiento del agua se resolvió en un prin-

cipio mediante el empleo de los manantiales del valle,

paro se agotaron por el bombeo que trato de aumentar - el caudal. Esta extracción se inició a mediados del si

qlo pasado, io cual ocasionó el hundimiento de1 terre-

no.

Desde e1 punto de vista geohidrológico, el Valle - de México es una gran olla cuyas paredes y fondo imp-

meables estan constituidas por rocas volcánicas del - terciario medio y del terciario superior. Dicha olla - esta rellena de sedimentos fluviales, lacustres y vol-

cánicos que se produjeron en el cuaternario reciente,

al cerrarse la cuenca por el sur'.

En 1886 la explotación del agua subterránea se rea

litaba por medio de 1100 pozos someros. Durante el prg

sente siglo se han presentado hundimientos superiores

a los 9 metros. Ver siguiente figura.

BALANCE HIDROLOGICO

El balance hidrológico en la época de la Gran Te-

nochtitlan permanecía practicamente inalterado por los

pobladores del Valle. El volúmen de agua que no se pez

dían por evotranspiración, se depositaban en lagos y - lagunas y posteriormente se evaporaba en la época de - secas. Con el transcurso del tiempo, los habitantes - del Valle han modificado con el transcurso del tiempo:

la cubierta vegetal se ha alterado: las zonas de recaL

It? on

O 1 0

II Inkrcop)oros

9a han disminuido por la creciente urbanización; lor; - .cuífaros del Valla se explotan más allá de su recarga

natural! se contamina el agua y desde 1951 ha sido ne-

cosario traerla desde otra cuencas, ya que la existen-

te en el Valle h a sido insuficiente para satisfacer la

necesidad impuesta por el constante crecimiento demo-

gráfico. ver siguiente figura.

- El volumen de agua media anual = 213 m3/seq

- El volumen de agua que se transpira = 171 m3/seg

De los cuales:

- 23 m3/seg se recargan al acuifero - 3 m3/seg se regulan para su aprovechamiento

- 16 m3/seg se desalogan por medio del drenaje.

Para el año de 1977 se importaban 1 1 m3iseg de a-

gua superficial a acuíferos sobreexplotados de la cuen

ca del Rio Lerma y 4 m3íseg de la cuenca del Río Cutza

mala. De los acuíferos del Valle de Mexico, 5e extraen

40 m3/seq, de ellos 23 m3/seg provienen del caudal que

se renueva anualmente mediante el proceso de infiltra-

ción y 17 m3/seq del volumen almacenado en el subsuelo

Se emplean además 2 m3/seg de aguas residuales trata-

das, asi como 3 m3/seg de aguas superficiales regula-

das. De los 60 m3/seg, se destinan al uso urbano aprox

52 m3/scg y 8.3 m3/seg al uso agrícola.

Como resultado del uso de estas aguas, se producen

O o K - f u O

U J J

> A W

L W

O

O O 3

2

H - t

W O L A a m

a

Y

U n II Y a

1

l!

40 m3/se9 de aguas residuales. Los 2 m3/seg que se trc

tan y se reusan como agua residual re utilizan en el - riego de parques, 8 m3/seq aproximadamente se utilizan

para regar l8,000 Ha en el Valle de México y el resto

se destinan al riego de 56,000 Ha en el Valle de Tula.

Fue necesario crear el drenaje profundo de la Ciu-

dad de México porque an ;poca de lluvia se lleqo a te-

ner un cauce de unos 250 m3iseg los cuales fueron más

que suficientes para aneqar a la Ciudad de México.

HI STOR I A

En 1325 los aztecas fundaron a 2,240 msnm la Gran

Tenochtitlan, hoy ciudad de Mexico, en el Valle de Mé-

xico el cual esta rodeado por sierra de mas de 5,000 m

de altura.

Desde la época prehispanica, fue necesario respon-

der con obras de qran envergadura a situaciones en las

que, por abundancia o escasez de agua muchas veces al-

ternadas, se sucedián inundaciones y epidemias, se-

quias y hambrunas. El sistema hidrahúlico es producto

de acciones realizadas durante 657 años.

EPOCA PREHISPANICA Y COLONIAL

En un principio aunque no hubieran tormentas extra

ordinarias, bastaba que en varios años sucesivos se - presentaran veranos relativamente lluviosos para que - el nivel de los lagos se elevase progresivamente a cag

sa de que me trataba de un valle cerrado, sin desagües

riaturales. Con el tiempo, cuando se desarrolló la po-

blación, tuvo la necesidad de más terrenos, por lo tan

to se elevó el valor de los terrenos. Mediante diques

y bordos de contención me le pudo hacer frente al pro-

blema cada vez creciente, esto fuil' el el afio 1450.

Despu& de la conquista en 1521 se siguió el mismo

sir;tema para contener el agua y proteger de esta mane-

ra a la ciudad de las constantes inundaciones, los a-

cueductos ayudaban al abasto de agua, al igual que los

manantiales. Enrico Martinez propuso a las autoridades

la construcción de un tunel en la zona de Nochistongo,

localizada al noreste del valle de México, esta fu6 la

primera salida artificial de agua. Con el tiempo se ta

PO este tunel, luego fue sustituido por un gran tajo - que tardó en construirse 160 años; así permanentemente

en el año 1789 se dio' salida permanente a las aguas - del r í o Cuautitian.

EL SIGLO X I X

Esta es la segunda etapa, durante ests etapa se e~

p e d a alterar la ecología de la zona debido al tajo - de Nochistongo, esto fué porque el nivel de los lagos

no crecía de la misma manera que antes, en esta etapa,

loo diques crearon areas seguras en la5 cuales la ciu-

dad se podia extender con problemas ocasionales por - inundaciones.

Hacia 1856, la5 inundaciones eran alarmantes, ya - que en ocasiones alcanzaban 3 m de altura. Es por esta

razón que se emprendió a realizar nuevas obras de des-

aqÜe, consistente en un gran canal de desagüe y en el

tune1 de Tequiequiac, el cual constituyó la segunda sp

lida artificial del Valle de México, ambas obras se i -

nauguraron en 1900.

Para esta etapa la necesidad de agua que ya era in

suficiente provocó que se iniciara la perforación de - pozos, en 1847 se contaba ya con 500 pozos y para 1886

eran ya más de 1,000. Es importante recalcar que posi-

blemente el hundimiendo de la ciudad haya empezado en

esas fechas a juzgar por las nivelaciones realizadas - en 1891 y 1895, las cuales registraron un descenso de

5 cm./año.

EL SIGLO XX ( primeros 75 años 1

Como era de esperarse, las necesidades de abasteci

miento de agua aumentaron con el aumento de la pobla-

ción. Para 1936 - 1944 se incremento el hundimiento de

la zona centro de la ciudad debido a que se perforaron

93 pozos profundos. El hundimiento se incremento a 18

cm. /año.

Como se seguian perforando pozos particulares, se

tuvieron que cancelar los permisos de perforación debi

do a un estudio de Nabor Carrillo que dijo que esto e-

ra ya un problema grave, principalmente para el centro

de la ciudad, esto se basaba en el abatimiento de las

presiones en el acuffero localizado en el centro de l a

ciudad. En 1955 ~e perforaron 10 pozos municipales mas

y en 1957 se inauguró el acueducto de pozos de Chico-

nautla que manejaba un caudal de 3 m3/seg. y en 1958 - el de los pozos de Peñón con un caudal de 1 m3/seg., - entre 1960 y 1967 se perforaron 50 pozos municipales,

esta vez alejados del centro de la ciudad, por lo tan-

to los hundimientos se redujeron notablemente.

a

Debido a la gran demanda de agua, en 1954 se comen

ZÓ a operar la primera planta de tratamiento de aguas

residuales, ubicada en el Bosque de Chapultepec, estas

aquas tratadas se utilizaban en el riego de areas ver-

des y en el llenado de lagos.

Para el año de 1967 5e tuvo que incrementar el cau

ce de abastecimiento de Lerma a 4 m3/seg. mediante ba-

terias de pozos; En 1977 entro en funcionamiento la - red de abastecimiento. El caudal de los pozos perfora-

dos por la comisión de aguas del valle de Mexico en el

sur de la ciudad ( a lo largo del anillo perifkrico y

Tlahuac - Netzahualcoyotl ) y al norte del valle ( on

la zona de Los Reyes - Teoloyucan 1 , los cuales aporta

ban al area metropolitana del valle de México 3 m3/seg

y 6.5 m3/seg. respectivamente.

En 1930 Roberto Gayo1 construyo una red de alcanta

rillado que va de poniente a oriente, esto para desalo

jar aguas residuales y pluviales, estas aguas descarga

ban en el gran canal, pero luego de 10 años l a pobla-

cion se habia duplicado, por lo tanto el sistema de - drenaje era ya insuficiente. Ver siguiente figura.

I Con el tiempo los hundimientos provocaron que para

poder desalojar las aguas negras del centro de la ciu-

dad se tuvierá que utilizar un sistema de bombeo, se - tuvo que construir el segundo tune1 de Tequisquiac y - la ampliación del gran canal. Sa estudiar.& total o - parcialmente los R í o s de Churuburco, Mixcoac, La Pie-

dad y Consulado. Se construyerón en 1960 - 1961 en in-

terceptor y emisor del poniente con el objeto de reci-

bir y desalojar las aguas del oeste de la cuenca, si-

tuadas a elevaciones superiores a 2260 msnm con descar

9a a l tajo d é Nochistongo.

Los problemas de asentemientos fuerÓn crecientes - cada vez como por ejemplo en 1910 el nivel del Lago de

Texcoco que regulaba las aguas del Gran Canal ya esta-

ba. a 1.90 m. por debajo del centro de la ciudad y en -

1970 ya c?6taba 5.50 m. por encima del mismo. El 1975 - se terminó de construir la primera etapa del drenaje - prof undo.

EPOCA ACTUAL

A causa de las obras viales (metro) la eficiencia

de la red de alcantarillado ha descendido, esto se de-

be también al hundimiento del terreno. En la actuali-

dad el proyecto Cutzamala es el proyecto mas importan-

te de suministro de agua potable a l valle de México.

El SHDF que alimenta la zona metropolitana y que - contiene a las delegaciones que se puede ver en la si-

guiente figura cada una con una densidad de población

extrema de:

- Milpa Alta. 2,000 Hab./Km2 - Cuahutemoc y Venustiano Carranza 25,000 Hab/Km2 Con una densidad de población promedio de 6,500 -

Hab./Km2. Ver siguiente figura,

Como es de esperarse al aumentar la densidad de PO

blación, el abasto de agua se hace cada vez mayor y - por lo tanto el volumen de aguas residuales a manejar

es mayor.

En la siguiente 1ámina.se obsevva la evolución de

abasto de agua potable y e1 desalojo de aguas negras.

,

AREA URMM Y ARLI WTRONKITAWA DE LA "n OL W X l C O

'. .-- < '. -- . .' '. . .. .

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D A R L A METROFOLlTAñA DE L A CIUOAD OL MEXICO.

~ A R L A URBANA OL LA WOAD OL MXICO.

Ver siquiente figura.

ABASTECIMIENTO DE AGUA

En materia de agua, la ciudad vive una paradoja: - por un lado, es indispensable desalojar los grandes vo

lumenes de aqua que se precipitan en tiempos muy cor-

tos y que han causado verdaderas catastrofes en otras

epocas; pero, por otro lado, este gigante urbano tiene

cada día mas sed y cada día resulta mas dificil miti-

garla.

I

I

NIVEL Y USOS DEL AGUA

El Caudal disponible, de aproximadamente 40 m3/seg

distribuido entre los 10'000,000 de habitantes en el - Distrito Federal , siqnif ica una dotación promedio, pa- ra todos 105 usos. De estos 40 m3/seg. se distribuyen

de la siguiente forma:

- 8 m3/seg a usos no contabilizados. - 32 m3/seg se abastece al Distrito Federal de la

manera siquiente:

* El 69% se destina a u50 domestico, que comprende

el agua requerida para satisfacer sus necesida-

des los habitantes.

* El 16% es utilizado por la industria. Los 30,000

establecimientos industriales del Distrito Fede-

SVoLUCtoN OEL SISTEMA MKWIOLOOICO ASOCIADO AL QSTEMA M M A U U C O OLL 0.F.

1 0 0 0

Ic-2

I t . .

i 0 6 8

V 1 9 6 2 Principio# del sI#lo X N I

01: CUTZAYALA C ):*YACUZ*C. A): VALLE O t HEXIGO 0) ; T K A l k TECOLUTLA

c1: LLUYI F I T VALLE DE ORIENTAL

Y

ral requieren de agua como materia prima an sus

procesos, como medio de enfriamiento, para lim-

pieza. y en servicios generales.

* El lS% se destina a usos comerciales y de servi-

cios proporcionados por el sector privado.

Hasta principios de 1982, las fuentes principales

de abastecimiento han sido los acuíferos del valle de

Lerma, los cuales aportan 9.4 m3/seg, y los del valle

de México, que contribuyen con 28.5 m3/seg.

Al terminar el periodo de lluvias de 1981, el es-

tiaje 1981 - 1982 amenazaba con ser insuficiente para

el sistema hidrahlico del Distrito Federal, ya que so-

lo se disponía de 38 m3/seg, inferior a la demenda que

era de 40 m3/seg. La situación era grave, porque ade-

ma5 las aportaciones que recibe el Distrito Federal - del valle de Lerma se reduce todos los años hasta un

2.5 m3/5eq durante los meses Febrero a Mayo. Por. otra

parte fu6 necesario pasar el estiaje mencionado sin la

aportación del r i o Cutramala, el cual empezó a funcio-

nar hasta Mayo de 1982.

DERECHOS POR EL SERVICIO DE AGUA

Antes de 1950, el sistema de tarifas de agua tenia

implicitamente una estructuta diferencial de bloques - descendientes; es decir que el agua costaba menos a m e

dida que el consumo aumentaba, no obstante en el peris

do 1929 - 1949 las tarifas se modificaron con el f i n - de desgrabar a la población de menos recursos económi-

cos. En 1950 se sustituyó el sistema anterior por una

tarifa constante (0.20 pesos/m3 a pesos corrientes o - 3.21 pesos/m3 de 1980), sin sufrir modificaciones en - su monto durante los 10 años siguientes. En 1960 se pu

so en viqor el sistema de tarifas diferenciales de blo

ques ascendentes con la finalidad de responder a las - diferencias en la capacidad de pago de usuarios y, en

cierta medida, para propiciar el uso racional del agua

El sistema implantado en 1960 se ha modificado 5 veces

a partir de ese año. La Última modificación entro en - vigor en 1981 estableciendo las tarifas que se presen-

tan en el cuadro siquiente:

Tarifas de los derechos por servicio de agua

Consumo Bimestral

m 3

Hasta 60

Hasta 100

Hasta 125

Hasta 150

Hasta 200

Hasta 300

Hasta 400

Hasta 500

pesos

60.00 (cuota mirt.1

+ 1.40

2.00

2.50

3.50

4.50

5.50

6.50

Harta 750

Mas de 750

7.00

10.40

En el Estado de México, la tarifa de consumo de - agua es de S 530.00 m.n. por metro cúbico consumido, a

nivel industrial, por lo tanto, si en la planta de que

%os de Cremerla Chalco se consumen 600 m3 diarios de - aqua, estamos hablando de O 330,000.00 diarios por coz

sumo de agua potable, que en el Estado de México las - cuotas se cubren bimestralmente, alcanzando para nues-

t ro caso S 19'800,000.00.

USOS POTENCIALES DE LAS AOUAS RESIDUALES

-)Se han establecido criterios de calidad de aqua para d i

ferentes usos de acuerdo con las normas de calidad nacional,

y en algunos casos es necesario consultar la5 normas de call

dad internacional.

Las aquas residuales que son tratadas se estan actual-

mente utilizando como suministro de riego aqrfcola, ya sea - para verduras que se puedan consumir crudas como las que no,

esto depende del nivel de tratamiento hasta el que se llegue

en nuestro caso las aquas tratadas be podrán utilizar para,

el lavado de tanques, vehfculos, pisos, servicios de sanita-

rios y rieqo aqríco1a.q-

Reutilización potable, el reuso potable directo es una

opción que ha de ser estudiada exhaustivamente antes de po-

nerse en práctica debido al desconocimiento de los efectos a

largo plazo en el consumo. Ya que la inqestión de trazas con

taminantes de origen sintético que pueden encontrarse en las

mismas no garantizan por el momento su calificación para el

mismo.

Recarga directa del acuifero, esta alternativa es otra

opción de reuso directo, en donde se ha optado por introdu-

cir el agua tratada a los mantos freáticos a fi n de que con

la depuración natural que ocurre en el interior de la tierra

l a incertidumbre de los contaminantes tóxicos en trazas pue-

da desaparecer. Al mismo tiempo se pretende subsanar el defi

cit do agua causado por la extracción excesiva y de asta 40:

ma disminuir los problemas de la mecinlca de los suelos.

Recarga superficial de acufferos, la norma de calidad - que se ha empleado para el uso del agua tratada, segun la ex

periencia en este objeto usada en otros paises consiste en - i qualar a las de las aguas superficiales ya que de esta forma

no se alteraría debido a la infiltración de contaminantes en

el agua tratada.) -. .

Uso recreativo con contacto directo, este uso esta san-

cionado como riguroso en la ciudad de México, puesto que las

normas que rigen este uso aqui son: ser estrictamente agradg

ble, de no contener sustancias tóxicas que se puedan ingerir

o producir irritación en la piel o en los Ojo5 de los seres

humanos, además de ser considerada libre de organismos pató-

genos.

Usos municipales no potables, este consiste en el lava-

do de calles, ropa, inodoros,lavado en general, riego de prg

dos. Su uso amplio es el más significativo debido a la canti

dad por lo que debe de ser considerado como uno de los obje-

tivos prioritarios debido tanto a su necesidad como a sus pg

5ibilidades de ser obtenidos en forma mas económica.

Reuso industrial, dentro de esta opción hay una gama de

subdivisiones de acuerdo con normas específicas para cada ti

PO de industria o de equipo en la que será utilizada. Asi el

agua para equipo de enfriamiento en un solo paso es la que - requiere de menor calidad, las necesidades de calidad varían

notablemente cuando el agua se utilice en procesos con rccir

cuIaciones, en este caso se solicita que el agua tenga menor

dureza y alcalinidad a ffn de impedir tanto la incrustación

como la corrosión en los equipos y en la calidad de la pro-

duce i Ón.

Riego agrícola, Es esta posibilidad se distinguen dos - casos, en los que se trata de cultivos industriales y en los

de consumo humano directo, en el cual la calidad se controla

mas estrictamente. Este reuso tiene pocas posibilidades en - e1 D.F. debido a la reducción significativa de las areas de

cultivo. Aun asi en la zona de Xochimilco se ha detectado - una baja considerable en el nivel de los canales debido a la

contaminación de estas aguas superficiales, las cuales nece-

sitan de un tratamiento a corto plazo. Este tratamiento debe

de ser sumamente más barato que el tratamiento aquí propues-

to.

LOS TRABAJOS DE INVESTEACION

LOS TRABAJOS DE INVESTIGACION

TECNOLOGIAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Las tecnologías empleadas por el Departamento del

Distrito Federal para tratar las aguas residuales y a-

provecharlas posteriormente en el riego de areas ver-

des y en el llenado de lagos recreativos, respondían - favorablemente a la calidad f isico-quimica-biológica - (FQB) de las aquas residuales a tratar, asi como las - exigencias de calidad de la5 aguas renovadas. A partir

de los años S0's, el desarrollo industrial originó que

el sistema de drenajes captara nuevos desechos, lo que

modificó la mezcla de aguas residuales domesticas, in-

dustriales y pluviales suceptible de ser tratada y reu

tilizada. Esto Último ha llevado a la necesidad de i -

dentif icar, seleccionar y adaptar tecnologfas que per-

mitan sequir aprovechando las aguas residuales a cos-

tos que compitan favorablemente con los del agua pota-

ble.

La tecnología aplicada para. el tratamiento de las

aguas residuales ha respondido a dos enfoques diferen

te5: tratar de prevenir y controlar la contaminación,

y tratar para reusar la5 aguas. En algunos casos, los

requerimientos que establece el reglamento para preve-

nir y controlar la contaminación del agua obligan a -

tratamientos que producen afluentes de calidad FQB a-

ceptable, principalmente para cierto6 usos industria-

1es.Gn cambio los requisitos de calidad para reusar - las aguas son mas estrictos, dependiendo de la activi-

dad usuaria a que se destinen, 10 que implica un desa-

rroi io tecnológico que permita remover los contaminan-

tes tanto domésticos como industriales.

Para determinar la tecnología de tratamiento que - debe desarrollarse fue necesario comparar la calidad - FQB de las aguas que conducen el sistema de drenaje, - con los criterios de calidad que sancionan a las aguas

renovadas, dependiendo del uso que se les de.

ECUACIONES PARA DETERMINAR EL INDICE DE CALIDAD

DEL

PARAMETRO

Demanda Bioquimica de

Ox {geno (DBO 1

Demanda Química de

Oxíqeno (DQü)

Nitrdgeno Amoniacal

i "3 1

Nitrógeno de Nitratos

i NO3 1

AGUA

PESO

5

ECUACIONES

1=107íDBO)EXPi-0.642)

3 1474 (DBO 1 EXP í -0.291 1

1~76 ("3 1 EXP í -0.399 1

1 ~ 1 6 2 . 2 (NO31 EXP (-0.343)

Sól idos Su6pendidos 1

(SS)

Sólidos Disueltos

(SD)

0.5

Sustancias Activas al 3 1=98.63(10)EXP((-B.047)

Azul de íletileno (SAAMI (SAAMI 1

Coliformes Totales 4

(CT)

LA INDUSTRIA LACTEA EN MEXICO

En el pais existen 5'494,339 vacas que producen al

rededor de 7,288 millones de litros de leche, que se - incrementara'a razón de 2.12 X anual durante los prÓxi

mos 10 años. La produccio'n fue'aproximadamente 7,400 - millones de litros que muestra un crecimiento de solo

el 1.25 X anual. Como se ve existe un deficit de 2,100

millones. Deficit generado principalmente en el DistrJ

to Federal y en tres estados: México, Nuevo León y Gue

rrero. Por otro lado existen 1 0 estados donde la pro-

duccion es mayor a la demanda: Coahuila, Chiapas, Du-

rango, Guanajuato, Jal isco, Buerétaro, Tabasco, Tlaxca

la y Chihuahua. En su conjunto la evolución de la de-

manda ha provocado grandes importaciones, llegando a - 5er hasta del 15 X del consumo nacional ( 145,000 ton.

de leche en polvo I .

El destino de la producción nacional de leche e5 - como sique:

48 X Leche bronca para autoconsumo

52 X Procesos Industriales

- 46 X PastcurizaciÓn

- 12 X Leche Evaporada, Condensada, Descre

mada y dietética.

- 42 X Derivados (Quesos, Cremas y Plante-

qui l las).

Las actividades industriales del sistema lechero - comprende 1 a Pasteur i tac i Ón , re h i d r atac i Ón , homogene i - zaciÓn y envasado de leche, fabricación de queso, cre-

ma y mantequilla, elaboración de leche condensada, ev_a

parada y en polvo, cajeta, helados, youqurt y otros.

Esta industria aporta entre el 1 y el 1.8 del to-

tal de la producción del sector manufacturero y el 10%

de la industria alimentaria.

Los productos lácteos industrialitados ofrecen una

gran ventaja para ser accesible la leche a un gran nu-

mero de mexicanos, ya que una vez procesados y envasa-

dos son de fácil manejo y no requieren de refrigera-

ción.

En un país con las características de México y con

su actual grado de desarrollo, estos productos tienen

un papel determinante para alcanzar la cuota de cubrir

las necesidades básicas a la población del pals.

Las leche6 industrializadas requieren, para SU ex-

pan6iÓn, de grandes inversiones de capital y modifica

los hábitos de consumo para incrementar su mercado, - sin embargo, la vida Útil de estos productos y su con-

centración los hacen tener grandes perspectivas en el

mercado.

METODOS PRODUCTIVOS Y OENERACION DE EFLUENTES

Los deshechos más comunmente generados en la induz

tria láctea son:

- Leche separada - Suero de Mantequilla - Suero de leche - Leches agrias y fermentadas Por lo tanto los efluentes de esta industria estan

constituidos principalmente por diferentes diluciones

de leche cruda, leche tratada, mantequilla y suero de

derrames obligados o accidentales, asi como restos ca-

ramelirados en depósitos, botellas, tanques, bombas,

tencilios, conducciones, zonas calientes, sistemas de

evaporación, etc. por io que representan un alto con-

nido de materia orgánica disuelta (1,000 ppm DBO). Es-

tos efluentes también contienen generalmente restos de

productos químicos alcalinos utilizados para la limpis

T i l . Los compuestos químicos generalmente utiliz8dos - son:

- Detergentes alcalinos formados con NaOH con sill catos, fosfatos y agentes quelantes de Ca.

- Acido Nitric0 y Fosfórico - Agentes esterilizantes (hipoclorito de sodio). En general el volumen de descarga total de agua en

este tipo de industrias puede ser de 1 a 3 veces el vg

lumen de leche total manejado, dependiendo de la natu-

raleza, control, operación y requerimientos de agua co

mo medio de enfriamiento.

Los datos reales son de la carga orgánica y el vo-

lumen de los deshechos de una planta láctea de efluen-

tes y el diseño son la base de un programa racional sg

bre la eliminación de efluentes y el diseño de un tra

tamiento de los mismos. El dispositivo mas simple para

la medición del flujo de deshechos es un vertedero es-

tandar de 90 V de corte: el mismo se localiza en una - caja vertedera y equipo con un registrados de nivel de

agua. Esta caja se coloca en la linea de caida externa

del conducto necesario.

La siguiente ecuación nos permite calcular. el flu-

jo del efluente en función de la altura necesaria en - el nivel del vertedero:

donde:

Q= gasto de flujo en m3íh

h= altura del vertedero en cm.

Los principales parametros a considerar an la ca-

racterización de los efluentes de estos caudales son:

- pH debe de estar entre 6 y 8 - DBO - De0 - Turbiedad - SÓlidos totales suspendidos - Acidos Grasos - proteinas - Carbohidratoe

LAS BASES DEL DISEÑO

CARACTERISTICAS BASICAS DE LOS EFLUENTES LACTEOS

Característica Promed i o Rango

Volumen de efluente 1 - 2 0.5 - 4 (m3i1000 I t de leche)

Carga de DBO(5) 0.8 - 2 0.3 - 5

(KqilBBB I t de leche)

Concentración DBO(S)

tmqi 1 t 1

DBO / DBO

SÓl idos ruspendidos

ígr / 1 t 1

300 - 2000

1.4

1 - 2

PH 9 - 10.5

1 - 50000

1.1 - 2.8

0.0 - 250

1 - 13

Temperatura 7.8 - 37.8

Fosf atos tmgi 1 t 1 49 12 - 210

Cloruros tmgilt) 482 46 - 1930

Ni trÓgenos (mg/ 1 t 1 5.4 1 - 13.2

Las aguas residuales de las lecherías son general-

mente neutras o poco alcalinas, pero tienen tendencia

a volverse ácidas muy rápidamente, a causa de la fer-

mentación de la lactosa (azúcar de la leche) transfor-

mandose en acido láctico bajo condiciones anaerobias,

este ácido precipita la caseína generando fuertes olo-

res a ácido butírico en 105 vertidos de las plantas - productoras de queso principalmente.

Las aguas residuales de los procesos de la leche - contienen muy poca materia en suspensión. Los sólidos

presentes en las aguas residuales de las lecherias son

representativos de los principales constituyentes de -

la leche: ácidos grasos de la mantequilla, caseína y - otras protefnas de la lecho, lectosa y sales inorgáni-

cas. Estos componentes pueden estar presentes en solu-

ción o suspensión coloidal dependiendo del tipo de prp

ceso aplicado a la leche. la leche y subproductos: le-

che desnatada, suero de mantequilla y suero de leche - son de una naturaleza altamente contaminante.

Los efectos contaminantes de la industria son deb1

dos a la demanda de oxígeno; la presencia de leche y - sus subproductos tiene un efecto consumidor de oxcgeno

debido a la oxidación biológica. Conforme esta activi-

dad oxidativa progresa, el oxígeno en el agua es consu

mido resultando en condiciones anaerobias causando la

proteólisis de la caseína presente con su consecuente

formación de ácidos grasos de mal olor. Esta degrada-

ción puede causar qraves problemas a plantas y anima-

les acuáticos al reducir el oxfgeno disponible para su

meta.bo 1 i smo.

Las principales operaciones que producen vertidos

contaminantes son:

- Lavado y Esterilizado de: * Depósitos * Tanques * Equipo de enfriamiento )t Suelo

st Botellas

* Equipos de proceso * Tuberias

- Derrames y ralpicaduras de: * Recepción * Sobrellenado de tanques y equipo de proceso * Averías y fugas * Pérdidas del proceso en funcionemiento

> Evaporac iÓn

> Lavado de cuajada, mantequilla, quesos y ca- seina.

* Espumados.

METODOS DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES DE LA

INDUSTRIA LECHERA

Los principales inconvenientes que se enfrentan al

encarar el estudio de un proyecto para el tratamiento

de los efluentes lácteos son:

- Amplias fluctuaciones en el volumen. - Amplias fluctuaciones en la calidad. Es importante tener en cuenta que los efluentes PO

seen caracter fst icas como:

- Abundante presencia de grasas

- Altos valores pico de DBO(5) - Necesidad de complementar los nutrientes en los

- 095097

I

I

efluentes para poder llevar a cabo la fermenta-

cidn.

Las tres etapas que se utilizan actualmente en el

tratamiento son:

- Tratamiento primario: - .-_.__

* Rejillas * Tanques de compensacion )c Desgrasadorcs '

* Decantadores

'A

- Tratamiento secundario: h_ y--

-* * Ajusta de pH * Biofiltros J

> simples con recircuiación

> Dobles alternados > de Alta carga

* P r o c e s o - 4 dos /-

> Lodos activados convencionales

> AereaciÓn extendida /

> Lagunas aereadasl

* Lagunas de estabilizacion > Anaerobias

/ > Aerobias *,,,

> Facultativas

_- ------ -- - - -- -I- -

* Digestion anaerábica * Riego por aspersión

- Tratamiento terciario

,/

* Fitros de arana * Ciorinación /’

* Riego por aspersión Los efluentes de la leche y sus productos en la in

dustria representan un serio problema económico no so-

lo por el gasto en el tratamiento de dichos afluentes,

sino también por las pérdidas de sustancias nutritivas

valiosas que representa.

h i , el control de la concentración del efluente - tiene dos beneficios para la industria:

-Reduce las pérdidas de leche durante el proceso,

lo cual incrementa la productividad del sistema.

-La reducción de efluentes resulta en plantas de - tratamiento mas pequeñas y económicas de operar,

lo cual se traduce en costos más bajos de trata-

miento.

El control en la planta requiere del manejo de la5

fuentes de agua y de los efluentes en conjunción con - los aspectos ingenierites de la planta, equipo y procg

sos.

También se pueden utilizar los subproductos, como

por ejemplo: los de la leche descremada y el suero de

leche pueden ser utilizados para su procesamiento y 05

tener a partir de ellos polvos concentrados.

Para poder llevar a cabo este proyecto en su fase

de fermentación, se diseñará un bio-reactor de lecho -

fluidiredo. Veamos primeramente en que consiste la fer

mentación:

La célula puede compararse con un minúsculo labora

torio, en el cual tienen lugar la sintesis y degrada-

cion de gran nifimero de sustancias. Estos procesos son

llevados a cabo por las enzimas a la temperatura nor-

mal del orqanismo, con moderada concentración iónica y

dentro de limites estrechos de pH.

Las enrimas no se hayan distribuidas al azar en el

interior de la célula, sino que se localizan en compar

timientos celulares especiales, y frecuentemente estan

dispuestas de manera ordenada dentro del esqueleto ma-

cromolecular de la celula y de los organoides celula-

res, constituyendo sistemas multienzimaticos. El cono-

cimiento de la localización y agrupamiento de la5 enzi

mas en la estructura celular es muy importante.

Puede definirse al metabolismo como la suma de to-

das las transformaciones quimicas. Comprende tanto los

procesos de catabolismo, por medio de las cuales las - sustancias son degradadas, como los del anabolismo, - que conducen a la síntesis de nuevos productoe;.

Desde el punto de vista energetico, las reacciones

cata.bolicas son exerggnicas en su mayor parte, es de-

cir liberan energia, mientras que las reacciones anabÓ

licas son endergchicas, o sea que consumen energía.

Podemos hacer mención de los objetivos juntifica-

dos para llevar a cabo nuestro proceso de tratamiento:

- Controlar el grado de contaminación de los eflu- entes de aguas residuales, esto por medio de un

metodo biológico.

- Acerca de las aguas negras en las que se descar- gan desperdicios industriales o agrícolas, tene-

mos los siguientes contaminantes:

a) Materia orgánica biodegradable---> metabol is-

mo agota 02

b) Nutrientes como (nitratos, amoniaco y fosfa-

tos), que en exceso causan un proceso de ni-

trif icacicfn que intensifica la producción de

formas de vida improductivas (algas y lirios)

que consumen nutrients5 con mayor velocidad - que algunas otras especies productivas (peces

y plancton).

c ) Elementos tóxicos (plomo, cadmio y mercurio).

d ) Derivados del petróleo, solventes y productos

t óx i cos.

e) Otros: Insecticidas, fierro, cloro, detergen-

tes, etc.

Es necesario emplear un mdtodo específico para ell

minar a cada uno de estos contaminantes, este metodo - depende de la calidad del agua a tratar.

Además tenemos inconvenientes al tratar aguas como

lo ron:

- Las composiciones son variables o indeterminadas

- LOS voiumenes a tratarse fluctúan

- El grado de descontaminacio/n no esta establecido de manera definitiva.

Los dos parámetros mas importantes para determinar

el grado de contaminación de las aguas a tratar son:

- Demanda Biológica de Oxigeno (DBO) - Demanda Bufmica de Oxigeno (DQO) DB0.- Es la cantidad de oxígeno requerida durante

la oxidación de materia orgánica e inorgánica, por un

cultivo aerobic0 bacteriano. El DBO efectua la oxida-

ción del material carbónico y orgánico y del material

nitrado.

Debido a que el tiempo para llegar a obtener una - estabilización completa, se def iniÓ un nuevo parámetro

e1 DBO(5).

El DBO(5) mide la cantidad de oxígeno disuelto en

una muestra de agua, antes y despu& de 5 días de incu

bación a 20°C.

Aunque no existen normas para las aguas potables,

es evidente que estas, no deben tener un DBO significa

tivo. Las superficiales destinadas al consumo no debe-

rían tener un DBO superior a 4 mg/lt, salvo si se le - aplican tratamientos particulares. Por contra, en zo-

nas contaminadas, pueden tener un DBO de varios mg/lt,

lo que, en limites razonables, puede ser un tanto favo rable a la vida acuática. Sin embargo, se ha de rccor-

dar que ciertos medios contaminados de pequeños valo-

res de DBO pueden deberse a la presencia de elementos

t6x icor i nhi bidores.

DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO í DQO 1.

En las condiciones experimentales definidas por la

metodologla, la DQO corresponde a1 contenido del con-

junto de materias orgánicas que tienen un caracter big

degradable o no. Se expresa por la cantidad de oxígeno

suministrado por el dicromato de potasio que es necas&

rio para la oxidación de la5 sustancias orgánicas (pro

tefnas, glúcidos;, lipidos, . . . I presentes en la5 aquas

residuales. Dadas las condiciones operatorias (temperg

turai, el poder oxidante del reactivo (Cr207KZi y el - empleo de un catalizador (AgS041, los resultados son - más elevados que los que los obtenidos con permanqana-

to de potasio. Sin embarqo, en qeneral, los compuestos

nitrogenados, asi como ciertas cadenas alifáticas y al

qunos nucleos aromáticos, pueden escapar de la oxida-

cion. Las diferencias de los resultados obtenidos para

la DBO y la DBO constituyen una indicación de la impoc

0

tancia de las materias contaminantes poco o nada biode

qradabl es.

DETERMINACION DE LA DEMANDA @UIMICA DE QXIGENO

í DQO)

La demanda química de oxigeno (DQOi es la cantidad

de oxfgeno consumido por las materias existentes en el

agua y oxidables en condiciones operatorias definidas.

De hecho, la medida corresponde a una estimación de - las materias oxidables presentes en el agua cualquiera

que sea su origen orgánico o mineral í hierro ferroso,

nitritos, amoniaco, sulfuros y cloruros ) . Este test - es particularmente Útil para la apreciacibn del funcio

namiento de las estaciones de tratamiento. La DQO esta

en función de las características de las materias pre-

sentes, de sus proporciones respectivas, de las posibi

lidades de oxidación, etc., por lo que es bién eviden-

te que la reproductibilidad de los resultados y su in-

terpretación no podrán ser satisfactorios mas que en - las condiciones de metodologla bien definidas y estrig

tamente respetadas. En la técnica, el papel del cata-

1iza.dor consiste en facilitar la oxidación pero esta - no es, sin embargo, total en presencia de compuestos

organicos estables (urea, piridina, derivados aromati-

cos). La fiabilidad de la técnica es muy discutible - en presencia de cloruros.

t

Es preferible efectuar las tomas de muestras en re

cipientes de vidrio, pues los frascos de materia plás-

I

tics pueden ocasionar presencia de contaminantmi orgá-

nicos. Practicar la demanda de la DQO muy rkpidamente

derpues de tomar la muestra, que debe de ser represen-

tativa y estar bien homogeneitada. Sin embargo, se pus

de conservar un cierto tiempo si se ha acidificado con

venientemente con ácido sulfúrico a un pH 2 - 3. Antes del análisis, el agua bruta tamizada se decanta en un

cono especial durante 2 hs. El agua residual se toma - entonces por sifonación en la zona central de la probe

ta.

METODO DEL DICROMATO DE POTASIO

En condiciones definidas, ciertas materias conteni

das en el aqua se oxidan con un exceso de dicromato de

potasio, en medio ácido y en presencia de sulfato de - plata y de sulfato de mercurio. €1 exceso de dicromato

de potasio se determina con el sulfato de hierro y amo

nio.

Reactivos:

- Agua destilada recientemente preparada. - Sulfato de mercurio cristalizado. - Solución de Sulfato de Plata:

Sulfato de Plata cristalizado...........6.6 g

Acido Sulfurico (dr1.84) aforar a.....l,000 ml / - Solucion de hierro y amonio:

1

Sulfato de Hierro y Amonio...............98 g

Acido Sulfurico ( d=1 .84 ) . . . . . . . . . . . . . . . . .28 ml

Agua destilada aforar a ....i....i....l,OOO ml

El valor de esta solución debe verificarse todos - los días.

- Solución de dicromato de potasio 0.25 N: Dicromato de Potasio (previamente secado duran

te 2 h a 110°C).....................12.2588 g

Aqua destilada aforar a...............llOOO ml

- SoluciÓn de Ferroina isla Fenantrolina.....................1.485 g

Sulfato de h i e r r o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 . 6 9 5 g

Agua destilada hasta enrase a...........lQf0 ml *

Disolver la fenantrolina y el sulfato de hierro en

agua y completar el volumen. Se puede igualmente 5

tilirar una soluciÓn proveniente del comercio.

VERIFICACION DEL VALOR DE LA SOLUCION DE SULFATO

DE HIERRO Y AMONIO

En un vaso de precipitados, introducir 25 ml, exag

tamente medidos, de solución de dicromato de potasio a

0.25 N y completar con agua destilada a 250 ml. Añadir

75 ml de &ido sulfúrico (d=1.84). Dejar que se enfríe

Añadir algunas gotas de solución de ferroína y determi

nar la cantidad necesaria de solución de sulfato de -

sulfato da hierro y amonio para obtener el viraje al - ro jo violáceo.

PROCEDIMIENTO

Introducir 50 ml del agua a analizar en un matraz

de 500 ml o, eventualmente, una misma cantidad de dilu - cion. AKadir 1 g de sulfato de mercurio cristalizado y

#

5 ml de solución sulfúrica d é sulfato de plata. Calen-

tar, 5i es necesario, hasta la dilución perfecta. Aña-

dir 25 ml de soluci6n de dicromato de potasio 0.25 N y

despues 70 ml de soluciÓn sulfúrica de sulfato de pla-

ta. Llevar a ebullición durante 2 hs. bajo refrigeran-

te a reflujo adaptado al matraz. Dejar que se enfrie.

Diluir a 350 ml con agua destilada. añadir algunas go-

ta.s de solucidn de ferrofna. Determinar la cantidad ng

cesaria de solucidn de sulfato de hierro y amonio para

obtener el viraje al rojo violaceo. Proceder a las mi?

mas operaciones con 50 ml de agua destilada.

EXPRESION DE RESULTADOS

La demanda qufmica de oxfgeno (DBO), expresada an

mg de 02/lt o ppm, es igual a:

Donde:

VO= volumen de sulfato de hierro y amonio necesg

rio para l a determinación tml).

V i = volumen de sulfato de hierro y amonio necesg

rio para el ensayo en blanco tml).

T= Valor de la solución del sulfato de hierro y

amonio.

U= volumen de la mezcla tomada para la determi-

nación.

Observaciones:

- Tomar todas las precauciones útiles para elimi-

nar la introducción de materias organicas prove-

nientes del material de vidrio, del agua destila

da o de la atmosfera.

- Las dimensiones y la forma del refrigerante así

como la ebullición deben de ser tales que la con

densación de los vapores tenga lugar en el nivel

inferior del refrigerante.

- Los csmerilados del refrigerante y del matraz de

ben estar excentos de todo cuerpo graso; re pue-

den engrasar con 1 o 2 gotas de &ido sulfÚrico.

- El m&odo es muy satisfactorio para DQO superio-

res a 50 mg de 02 / It y contenidos de cloruros

(expresados en C I ) inferiores a 1.5 g/lt.

Si la Di30 es superior a 800 mg/lt, proceder a una

dilución con agua destilada. Si el contenido de cloru-

ros es superior a 1.5 gilt, aumentar la cantidad de - sulfato de mercurio para tener una relación de sulfato

de mercurio / cloro próxima a 10. De todas formas, la

DQO obtenida aumenta con el contenido de clururos y la

comp1ejacio.n no es satisfactoria para las concentracig

nes elevadas encontradas en los vertidos industriales

y en el agua de mar. De hecho, el método no es aplica-

ble mas que para las aguas cuyo contenido en cloruros

es inferior a 3 gilt.

Entonces como la variacon de la DQO en los efluen-

tes de la industria es muy amplia, dependiendo del pro

ceso que se ha llevado a cabo en l a planta, se necesi-

ta un tanque de estabilización para homogeneizar el a-

gua y luego ser alimentada a nuestro proceso. -

DEMANDA QUIMICA DE OXIOENO

PARA DIFERENTES CONCENTRACIONES DE LECHE CONCENTRADA

Concent rac i ón

ml de lechellt de agua

0.1

0.3

0.5

0.8

1.0

1.5

DQO

m q de 02/lt de soln.

0. 0

109.0560

181.7600

254.4640

310.5760

472.5760

CALIBRACION DE BOMBAS

BOMBA DE ALIMENTACION

No. en e l controlador

10

#

F lu j o Volumetrico

61 ( ml/seg 1

0.0438

0.0897

0.1387

0. I874

0.2382

0.2818

0.3240

0.3723

0.3985

i

BOMBA DE RECIRCULACION

4 dos cabezales 1

No. en el controlador Flujo VolumCtrico

61 ( ml/seg 1

0.5888

i ,5532

2.3635

3.5042

4.3279

5.1155

5.9103

Lecturas

150.0

140.0

130.0

120.0

110.0

100.0

90.0

80.0

70.0

60.0

sO.O

40.0

30.0

20.0

10.0

5.0

0.0

CALIBRACION DEL ROTAMETRO

Flujo Uolumétríco

f3 ( mlíseg 1

512

480

449

41 1

380

345

309

277

243

207

169

131

95

52

17

10

0

--- ,, .. , c

- i r - - . - - . - --- . . - - .- . . L A,.’. . - . ’ .LA& .- . . ? . .^_ c c -

-- - -. - .- ~

L . .. . *

i

ir 1

6

i i -, ..

1 .... a

- . . . . . . . - . . -. . , . .

t

VELOCIDAD MINSMA DE FLUSDIZACION

El area del reactor en su zona más angosta es de aprox.

16.4952 cm2. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

Condiciones iniciales:

Controlador de alimentación ............... 10

No. en el controlador Ve 1 oc i dad Altura del lecho

de la recirculaci6n ( cm/seg 1 ( cm 1

10

9

8

7

6

5

4

3

2

0

0.5173

0.5125

0.481 1

0.4253

0.3183

0.2832

0.2003

0.1109

0,8459

0.0

13.3

12.3

10. s

8.8

8.0

6.7

5.7

3.7

3.2

2.8

Controlador de alirnentacion...............8

No. en el controlador Ve 1 oc i dad Altura del lecho

de l a recirculación ( cm/ieg 1 í cm i

10

9

8

7

6

5

4

3

2

0

0.5173

0.5125

0.4811

0.4253

0.3183

0.2832

0.2003

0.1109

0.0459

0.0

12.9

11.5

10.2

8.6

7.4

6.4

5.4

3.4

2.8

0.0

2 I

L

Controlador de alirnentacion................S

No. en el controlador Velocidad Altura del lecho

de la recirculación ( cmiseg 1 ( cm 1

10

9

8

7

6

S

4

3

2

0

0.5173

0.5125

0.4811

0.4253

0.3183

0.2832

0.2003

PI. 1109

0.8459

0.0

12.8

11.9

10.0

8.3

7.2

6 .2

5.2

3 .2

3 .0

0 .0

lí-

18-

<E-'-

1

DISTRIBUCION DE TXEMPOS DE RESIDENCIA

A continuación, re muestran los resultados de 105 impui

80s de KCl que se introdujeron al sistema, en ambas gráficas

se pueden apreciar los resultados satisfactorios que se obtu

vieron.

Condiciones para la primera corrida:

- Bomba de alimentaciin .................... 1B

- Bomba de recirculación .................. .iB - Pulso de KCl..............................l ml.

- Volumen estimado del sistema..........3,650 ml

- Detector a l a salida del sistema: Medidor de conduc

tividad Cole-Farmer Instrument Co. Modelo 1481 - 60

con detector de flujo horizontal.

Tiempo ( min 1 Lectura a l a salida

0

1

2

3

4

0.169

0.168

0.171

0.163

0.104

5

6

7

8

9

10

1 1

12

13

14

is 16

17

18

20

21

22

23

24

25

26

0.229

8.531

1.558

1 e829

1e514

1.601

1.780

1.681

1.653

1.645

1.644

1.640

1.630

1.614

1.603

1.585

1.580

1.566

1.562

1.548

1.542

27

28

29

30

31

36

41

47

52

59

74

94

124

154

214

274

334

1.536

1.525

1.510

1.505

1.503

1.446

1.407

1.354

1.319

1.275

1.152

1.009

0.842

0.708

0.516

0.396

0.316

i *E?, 1 . 7 3 ;

1.65-

1 : 45,

7 7 I 1 €NO& u n . r DE RI-5 I D E K 3 P

c\ continuación BE) presenta la tabla de datos de la se

qhnda corrida para determinaci8n de tiempos de residencia,

para las mismas condiciones iniciales:

- Bomba de alimentacibn ...................... -10

- Bomba de ~ecirculación ....................... 7

Tiempo í min 1 Lectura a la salida

0 .0

0.5

1.0

1 .5

2.0

2 .5

3 .0

3 . 5

4 .0

4 .5

5.0

5 . 5

6 .0

0.491

0.515

0.621

0.706

0.745

0.767

0.748

0.820

0.989

1.2675

1.920

2.840

3.680

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0

11.0

11.5

12.0

12.5

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

15.5

16.0

16.5

17.0

4.750

7.600

11.060

1s. 100

17.430

18.570

10.470

17.610

16.900

16.666

16.590

16.710

16.790

16.870

16.950

16.950

16.830

16.788

16.790

16.730

16.666

17.5

18.0

18.5

19.0

19.5

20.0

21.0

22.0

23.0

24.0

55.0

85.0

115.0

145.0

175.0

205.0

315.0

370.0

420.0

455.0

16.610

16.555

16.555

16.480

16.440

16.430

16.290

16.160

16.000

15.960

12.680

10.140

8.500

6.790

5.450

4.680

2.640

2.230

2.040

1.650

RESULTADOS DEL MSEÑO

DATOS OENERALES DE DISEÑO

Localización de la Planta

Coeficiente sísmico

sue 1 o

Area de l a Planta

Presión barometrica

Viento

Precipitación pluvial

Máxima por día

Días por año

Temperatura de bulbo seco

Chalco Edo. de México

2260 msnm.

0.12

Tipo I11

25Md

565 mm Hg.

Velocidad media 25 Km/h

Vel. de diseño 110 Km/h.

Dirección dominante SE-N

57 mm/h

80.6 mm.

125.45

Max extrema / Max prom.

32OC / 23.4OC.

Min extrema / Min. prom.

9.5OC / 9.4 OC

Temperatura de bulbo humedo 17OC

Promedio mensual de humedad re l . 20 X

Gran i zo 8.71 días / año

DATOS DEL PROCESO

oca i i tac i ón Capacidad

Producto

Producc iÓn

Materia prima

Chalco Edo. de México

200 m en Reactor cont.

450 m en cada cisterna

Agua tratada para reuso

en servicios para la in-

dustria de Cremerfa Chal - co.

Para agua tratada:

416.6667 I / min.

0.4166 m / min.

Para biogás:

0.4163 1 / min.

Agua de deshecho de la - Cremería Chalco en su - planta de quesos.

Presión requerida para recep-

ciÓn de materia prima

Horas de operación 8,400 hs. (350 dfaslaño)

Horas de Mantenimiento 360 hs. ( 15 días/año)

Atmosfér ica.

CARACTERISTICAS DE SERVICIO

Aguas de proceso Antes del arranque 6e d e

be de cargar e l r@actor

con arena de 0.25 a 0.35

mm de diámetro promedio,

con 78,298 kg 1.45 g/cm3

dejar f luidizar a l s iste

ma con agua potable de - l a r a d municipal, poste-

riormente cargar e l rea5

tor con lodos colados de

excremento de bovino, al

rededor de un 70 X del - volúmen no ocupado debe

de llenarse con este lo-

do, agregar leche concec

trada (100 l t/dia l duran

te dos semanas. En opera

ción normal usar aguas - de deshecho de l a indus-

t r i a láctea.

Suministro El6ctrico Voltaje

Potencia (HP) Volts

3 480

10 480

1s 480

7.5 220 - 400

Fases Frecuencia

HZ m

3 60

3 60

3 60

3 60

CRITERIOS DE DISEÑO DE EQUIPO:

NORMAS Y SELECCION DE EQUIPO A UTILIZAR EN LA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CREMERIA CHALCO

Bombas

Compresores

Valvulas Check

Controladores

Tuber fa

CM MISSION

Industrias Guillermo Muy

gula.

GESTRA AB BREMEN.

Cut ler-Hammer,

FIP S.A de C . V .

DIMENSIONAMIENTO Y SELECCION DE EQUIPO

Bombas Factor de seguridad

Capacidad 35 X sobre flu

j o máximo

Diseño y selección

--a-- - -

Corn pr esor

Recipiente de presión

dimensiones

NPSH Disponible as mayor

en todos los; caso6 que - el calculado

Pérdida de presión por - fricción 20 X sobre tube

r i a nueva.

12.5 X sobre flujo máxi-

mo, pérdida de capacidad

10 X sobre flujo total - máx imo.

Seleccionado b a j o crite-

rios siguientes:

Presión máxima 12 Kgícm

Aire libre 99.80 m í h .

Largo 175.2 cm

Ancho 84.0 cm

Alto 175.0 cm

Peso 515.0 Kg

La temperatura de diseño fue de lS°C.

CorroeiÓn permitida

Di <metros

Minima debido a l a natu-

raleza del fluido a man5

jar.

Tuberfa de 8 ' ' y 10'' de

acero a l carbón.

de 2" y 3" de cobre.

Velotídades recomendadas Mínima 0.16 mis

Máxima írecirc) 1.0 mis

CARACTERICTICAS Y CONDICIONES DE OPERACON DE

LOS EQUIPOS PRINCIPALES

Proceso

Cisterna de amortiguación.

Función.- Mantener un flujo constante de alimentación - al sistema de la planta, ademas sirve para amortiguar las v,a

riaciones que se presentan en la salida de los efluentes re-

cibidos de Cremería Chalco. En la segunda cisterna se asegu-

ra por completo el mantenimiento de un DQO constante a la en

trada del bioreactor de lecho fluiditado.

Presión.- En ambos tanques se mantiene la presión atmos

+&rica.

Temperatura.- Ambiente, e5 recomendable mantenerlos ta-

pados por que si se incrementa la temperatura de las cister-

nas se acelera el proceso de descomposición de los efluentes

lácteos.

3 Numero de Tanques.- Dos de 450 m

Tiempo de almacenamiento.- 12 hs para el flujo de 25000

1 1 h que es el flujo a tratar, es conveniente hacer mencio

mar que las cisternas estan llenas hasta 300 i .

Reactor BiolÓqico de Lecho Fluidizado.

Función.- Proporcionar el tiempo de residencia adecuado

para que el sistema biológico alcance a llevar a buen termi-

no las reacciones de acidogenesis y de metanog&nesis, encar-

gadas estas a l as bacterias Methanosárcina bakeri, Methanos-

pirillum, Methanobacterium Thermoautotrophicus y Methanobac-

terium Ruminantium.

I I Presion. - Atmosferica.

Temperatura,- Ambiente, se hace la aclaración de que en

caso de aumentar la temperatura ambiente por arriba de los - 40°C se acelerara el proceso, sin consecuencias graves.

Nhmero de Reactores.- Uno.

Tiempo de Residencia.- 8 hs.

Tanque de Almacenamiento para Biogas.

Función.- ES un recipiente que soporta altas presiones,

se Utilizara para almacenar el biogas, hasta alcanzar una - presión máxima, luego se cerrara el suministro de diafano a

la planta láctea, para utilizar de esta manera el biogas r e -

cupevado en algun proceso de pasteurizrción o

dentro de Cremeria Chalco.

calentamiento

Presión.- Máxima 12 K9 / cm

Temperatura. - Ambiente.

Ntfimero de recipientes.- Uno, en caso de decidirse a cre

cer se puede solicitar una serie de tanques a presión conec-

tados an serie, para una misma compresora.

PERSONAL NEEESARHO .

PERSONAL NECESARIO

En cuanto al personal necesario para mantener el funcio

namiento de esta planta, se solicitan:

- 1 Obrero por turno de 8 ho. ( 4 turnos 1.

Salario Mfnimo O 9,160.p10 m.n. diarios

B 1,303.40 U.S. Dlls anuales

- 1 Ingeniero Quimico solo on el turno matutino ( de Lu

nes a Viernes ) con 10 hs de jornada laboral.

Sue 1 do B 68,000.00 m.n. diarios

B 9,810.00 U.S. Dlls anuales

El sueldo del Ingeniero y de los obreros, se adjuntara

a la nomina de Cremeria Chalco.

INVERSION TOTAL

INVERSION TOTAL

INVERSION FIJA

Costos Unitarios

Concepto

Excavac iones

C i P ter na5

Concreto en muros

Concreto armado

Mano de Obra (albañilerial

Mano de Obra de Instaladores

Tuberia de 10”

Tuberia de 8”

Codos 98” 10”

Codos 90” 8”

Te 10’ ’

Te 8’ ’

Tuberia de Cobre de 2”

Valvula Duo Check l0”

Valvula Duo Check 8”

Bomba entre cisternas

Bomba de Alimentacion

Bomba de Recirculacion

Costo en el Edo. de Hex.

* U.S. DllSm

7.10 s / m3

204.25 S / m2

261.93 O / m3

350.00 O / m2

6.S0 b / h

7.40 B / h

17.00 O / Kq

14.00 O / Kg

49.40 S / Unidad

40.00 O / Unidad

76.80 B / Unidad

67.00 O / Unidad

119.36 b / Pieza

988.15 B / Unidad

815.40 li / Unidad

2,805.32 C / Unidad

2,961.58 0 / Unidad

3,388.73 S / Unidad

Bomba de Vacio 2.150.57 t 1 Unidad

Compresor con Tanque 2,687.62 t / Unidad

Tanque de almacenamiento de PVC 393.25 t / Unidad

INVERSION FIJA

Costo Total de la Planta d 292,574.65 U.S. Dlls.

APENDICE 1

DESARROLLO DE L A CTNCTICA DE SZEACCION

NOMENCLATURA PGRC1 LA CXNETICA DE LA REClCCInN

fi = &qua de desecho de l a industria tactea (substrata).

F = Catalizador (enzima).

A€ = Complejo substrato-enzima.

R = &glia tratada (producto).

RR = Taca d e desaparición d e A

RE Taca de desaparicibn d e E

RAE = Tasa de desaparición de AE

RR = Tasa d e f:armaci&n d e R

CAO = Concentración i n i c i a l de CK)

CA = Concentracih f i n a l d e 4

CPE = Cmcentracion de AE

CEO = Concentración i n i c i a l d e E O

CE = Cancentracih f inai d e E

K i = Concjtarite d e velocidad d e i

Vmax = Velocidcid m á x i m a

KM = Constante da Michaels-Menten

1

. . . . .. - .

8

Y

ESCALAMIENTO DEL REACTOR

Queremos saber el vulurncrb & I i =~ac to r que

ocuparemos a n i v ~ l lindustxGa1. enLoiicts, como

consideramos que esta en es Lado cstacionario,

tengc- que:

@ai CCi’sai - Qent. CCIktrt. + <-R> V = 0 --3@

Pero como.

19 0 = Qs+i) 0 Qeiit --c-------------

ese tiene que:

V d C C s a i - Cent) 8 Q 1 / C -R > -------- 20

Sur;tituyendc% (17) ~ X I C20> obtengo:

C Csal - Cent > 8 C 25.000 3

Balance de Fneorgiee

c, ‘ . , I ~ . , , i “ k q R $“A, Considerando f l u j o turbulento, t@nemos que a = 1

Ahora l a suma de perdidas por f r i c c i 6 n sonc

Z F = 4 + v2 / 3D = 0.006 m2

Ent.onc@s del Balance de Fnergia

g A Z + Z F + r ) W = O

-W = ( 9 A2 + L: F 1 / r) zz FI8.302 N m / kg

Entonces ia potencia de la Bomba es P

P = m W = 1 Hp

Para e l r e f l u j o m = 150 000 I t / hr

P = 17 Hp

I

‘\ ’ ,

nI SER0 nEL CCIMPRESOR

P i = 1 ATM

Pt * 11.8341 ATM

T i = T t S= 25 C = SO5 R o O

Ralance de Energid:

Balance de Entropi a:

Suposici onesr

d (ME) = d (MC) = O -(Estado Estaci anario) oirt oist

6 ML = B Ms 4

FP = FK = i w = O < Y a que el compresor opera adiaháticamente 1

Los balances quedan de l a siguiente manera: ..

A"= Q - W Y A S = Q / T Entonces R = T., (AS) lrirt

,

Tomando T

AS pueden ser expresadas por l a s relaciones siguientasr .

= 3 9 ~ Oci = 50s OR Para un procese, isot-ermica AH y mirt

Considerando que se t r a t a de un gas real

P V = 7 R T Pero Z es aproximadamente 1 (0.9995) de

correlaciones ( tablas) . Fntonces P V = R T

fShcira Fntonces

T (&/6T)p = V

Como di i = O Y AH = O Ya que el cambio en l a e n t a l p i a para

l a compreción isot.ermica de un gas r e a l es cero. Entonces

(6V/6TIP = R / P = V / T

t 1-2

r2 AS = - l R i P d P = - R l n ( pt / P I )

i-2 Pi

PTU O Q = ( ) T = ( - 4.9098 /LbmoC R 1 505 OR ) = sist

.Tu = - 2479.449 / CbpL

Pera par el balance de energia

= Q - w = O Entonces Q = W = - 2479.449 Dm /Lbmol

For concigtiiente l a potencia que debe desarrollar la bomba es1

P - m W üonde m = 12.9296

P = ( 1’2.92% ) ( 7479.449

F = 13 Hp

/Lb ) = 32058.28579 BTU /hr BTU

La p r o d u c c i h de eivgae es de n.4 0 / 1 do saluci6n.

. b ’ i c a p d o un balance t o t a l y unn par comaonentes:

F = Alimentacih 6- aaua de desecho.

Q = Recunerac ih de Binqas.

S = S ~ l i d ~ C(F’ agua tratada,

Para lncr datos de o n e ? a c f h y resnlvipndo uara e l sfstema de

ecuaciones , tenem@- 10s ssquientes resu l tados :

@sui tados:

i

i

BIBLIOGR AFI A

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