PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS INDUSTRIALES

1. De donde procede el agua a tratar?

Aunque en conjunto la molcula de agua es neutra (el conjunto de cargas positivas es igual al de cargas negativas), el tomo de oxgeno atrae a los electrones mucho ms fuertemente que los tomos de hidrgeno, lo que hace que exista una zona con un exceso de carga negativa y otra con exceso de carga positiva; se dicen que la molcula de agua es dipolar. Este carcter dipolar hace que exista una gran atraccin entre las molculas de agua y se unen entre s por enlaces de puentes de hidrgeno.

Esto le confiere unas determinadas propiedades nicas (elevado calor especfico, tensin superficial ms elevada que cualquier otro lquido, disociacin de la molcula de agua, etc.) que hace que el agua sea una sustancia muy activa qumicamente y el disolvente universal, por ello en la naturaleza el agua nunca es pura, siempre va a tener sustancias disueltas.

Para la planta de produccin de vapor el agua a tratar procede principalmente del subsuelo terrestre. Los problemas asociados a la contaminacin del agua superficial se conocen y han sido estudiados desde hace mucho tiempo, en cambio en las aguas subterrneas existe un gran desconocimiento. Adems en las aguas subterrneas el tiempo de penetracin y trnsito suele ser mucho mayor y, frecuentemente, la contaminacin slo se detecta cuando ha llegado a afectar a un pozo de abastecimiento mucho tiempo despus de haberse producido.

Las aguas subterrneas son ms difciles de contaminar que las aguas superficiales, pero cuando se ha producido la contaminacin de un acufero es muy difcil recuperar su estado natural y en muchos casos es prcticamente imposible, el contaminante puede permanecer durante largos periodos de tiempo en el acufero. Por ello la mejor forma de luchar contra la contaminacin es que sta no se produzca, es decir, prevenirla.

Los problemas de contaminacin son ms peligrosos en los acuferos krsticos que suelen ser ms permeables y el flujo se concentra en los grandes conductos. En un acufero detrtico los movimientos son ms lentos y gran parte de la contaminacin puede quedar retenida en la zona no saturada del acufero y ser destruida o retenida por los procesos de autodepuracin natural.

Una gran cantidad de procesos fsicos, qumicos y biolgicos se producen en el subsuelo entre el agua, el medio gaseoso y el medio slido. Estas reacciones son de gran importancia para comprender la hidroqumica de las aguas naturales, adems durante el transporte de las substancias disueltas o contaminantes a lo largo del flujo subterrneo, se ven sometidas a estos procesos que tienden a atenuar sus efectos, esto es lo que se llama autodepuracin de las aguas subterrneas.2. Caracteristicas del agua a tratar?

Temperatura

Las aguas subterrneas tienen temperatura una temperatura ms o menos constante a lo largo del ao que se aproxima a la media anual de la temperatura media atmosfrica del lugar. Cuando existe una circulacin profunda la temperatura se incrementada por el gradiente geotrmico (3C cada 100 m de profundidad). En zonas de recarga las fluctuaciones estacionales pueden ser mayores debido a la influencia de la temperatura del agua que se infiltra en el en el acufero.

La temperatura afecta a la viscosidad del agua. Tambin a la capacidad de disolucin de gases, a menor temperatura es mayor la capacidad de disolver gases. Por el contrario, con el aumento de la temperatura se incrementa, por lo general, la solubilidad de los slidos.Conductividad elctrica

El agua pura es un mal conductor de la electricidad, pero su conductividad aumenta enormemente gracias a los iones que tiene disueltos. La conductividad elctrica se suele medir en S/cm o mhos/cm (ambas unidades son equivalentes).

La conductividad aumenta con la temperatura, como media un 2% por cada C, por ello hay que determinar la temperatura cuando medimos la conductividad elctrica. A efectos comparativos se expresan los datos a una temperatura estndar (normalmente 20 o 25 C).

pH

El pH del agua vara con la temperatura, por lo que tambin se refiere a una temperatura estndar (25C). Se debe medir en el momento de la toma de muestra, ya que la variacin de la temperatura y los gases disueltos (especialmente el CO2 y el oxgeno disuelto) durante el transporte de la muestra va a afectar el pH.

En las aguas subterrneas normalmente vamos a tener valores de pH entre 6 y 9, debido al efecto tampn del sistema CO2 H2CO3 - HCO3 - - CO3=.

Dureza

La dureza del agua se refiere al poder neutralizante de los iones alcalinotrreos (esencialmente Ca2+ y Mg2+) frente al jabn, o la capacidad de estos cationes de producir incrustaciones al precipitar como carbonatos. Se suele expresar como mg/l de CaCO3 o como grados franceses (10 mg/l de CaCO3 = 1 F).

Se puede diferenciar entre dureza temporal o carbonatada, que es la asociada a los carbonatos y bicarbonatos y dureza permanente, que sera la cantidad de Ca y Mg que queda en el agua despus de precipitar los carbonatos y bicarbonatos.

Ca ++ + 2 HCO3 - ------------> CO3 Ca + CO2 + H2OCa ++ + SO4= ------------> SO4Ca Ca++ + SiO3= --------> SiO3CaMg++ + 2 CO3 H- -------------> CO3 Mg + CO2 + H2OCO3 Mg + 2 H2O ---------> (HO)2 Mg + CO2Mg++ + SiO3 -----> SiO3 Mg3. Caracteristicas del agua a tratar Constituyentes mayoritarios

Estos son los que aparecen siempre en una alta proporcin en las aguas: Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3 -, SO4 2- y Cl-. Aunque generalmente aparecen en menor proporcin, algunos autores tambin consideran dentro de este grupo a los iones K+, NO3

-, CO3 2- y slice. A continuacin se describen el origen y las principales caractersticas de estos iones y sus concentraciones normales en el agua subterrnea.Calcio

Es un elemento abundante en los materiales que componen la corteza terrestre (calcita, dolomita, yesos, en las rocas gneas y metamrficas forma parte de las plagioclasas, anfboles, piroxenos, etc.) y por tanto, en la aguas subterrneas. Adems es un elemento muy mvil, en aguas naturales suele estar en proporciones de 10 a 200 mg/l. Precipita fcilmente como carbonato clcico; tambin puede sufrir reacciones de intercambio inico.

Magnesio

Hidroqumicamente similar al calcio, aunque algo ms difcil de precipitar al ser sus sales ms solubles; sus concentraciones normales van de 10 a 100 mg/l.

Sodio

Abundante en las aguas subterrneas ligadas a rocas evaporticas. Sus concentraciones normales, excepto en las zonas donde existen evaporitas, son de 10 a 150 mg/l. Las sales de sodio son muy solubles y difcilmente precipitan, se ve muy afectado por el cambio inico en arcillas. Si se riega con aguas ricas en sodio se pueden provocar problemas de alcalinizacin o sodificacin de suelos.Potasio

Procede sobretodo de evaporitas y tambin de algunos silicatos, en el agua es 10 veces menos abundante que en la corteza pues queda retenido en las arcillas de alteracin de los silicatos (concentraciones normales entre 1-10 mg/l).Carbonatos y bicarbonatos.

Los bicarbonatos se presentan normalmente en concentraciones entre 50 y 400 mg/l y proceden de la disolucin de minerales carbonatados y del CO2 del agua. Los carbonatos slo aparecen en concentraciones apreciables en aguas con pH superiores a 8,5.Cloruros

Son constituyentes abundantes de las aguas subterrneas, aunque son escasos en los minerales de la corteza, pues son muy estables en solucin y precipitan difcilmente (es decir son iones mviles o conservativos en el agua). Procede sobretodo de la disolucin de evaporitas y de los aerosoles marinos disueltos por el agua de lluvia. Las concentraciones normales van de 10 a 250 mg/l, ms de 300 mg/l dan sabor salado al agua.Sulfatos

Proceden de rocas sedimentarias, sobretodo yeso y anhidrita, y en menor proporcin de la oxidacin de los sulfuros de la pirita. Son moderadamente solubles, con concentraciones normales 10 a 150 mg/l.Nitratos

Los nitratos suelen esta en aguas naturales en proporciones menores a 10 mg/l, pero estas concentraciones se rebasan ampliamente en muchos acuferos debido a la utilizacin excesiva de fertilizantes nitrogenados en cultivos de regado. Son muy mviles y conservativos en las aguas subterrneas. En concentraciones elevadas se une con los glbulos rojos de la sangre que transportan el oxgeno, impidiendo la llegada de ste a las clulas y provocando la hematoglobinemia, enfermedad especialmente grave en lactantes.SliceAunque el cuarzo y las arcillas tienen una importancia enorme en las rocas (sobre todo en las sedimentarias), la slice est en poca proporcin en las aguas subterrneas debido a su baja solubilidad (1-40 mg/l). Se encuentra fundamentalmente en forma de cido silcico

H4SiO4.4. Porcentajes de eliminacin

Composicin entradaComposicin salidaPorcentaje de remocin

Solidos disueltos3500 ppm175 ppm95%

Solidos suspendidos3000 ppm150 ppm95%

Calcio130-180 ppmCero100%

Magnesio54-80 ppmcero100%

pH8.27

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

BALANCE DE MASA

18C - Densidad = 998,5 Kg/m3 Calculo de la cantidad de floculante requerida

Slidos totales en el flujo de entrada

Calcio en el corriente de entrada

Magnesio en la corriente de entrada

Agua en la corriente de entrada

RATAMIENTO DE 00 mg/l especiales para acondicionar su agua.

ntar la caldera xperto en esta mater

Slidos disueltos

* 0.95 = Masa de floculante = 94,14

* 0,05 =

Slidos en suspensin

Slidos en suspensin =

Masa de Slidos Disueltos y Suspendidos = Masa de Slidos Disueltos y

Suspendidos de la corriente Masa de agua = Masa de agua producida en ablandador

hReaccion del Ca+2 Mg+2 con las rezinas del Ablandador de Agua

m = 0,2394 kg/h (entra)

m CO2 = 0,0863 kg/h (sale)

Perdidas 5% de masa total

mperdidas= 1994,763 * 0,05 = 99,74

Flujo de agua que sale del ablandador

magua = mcorriente 5 - mperdidasmagua = 1994,763 99,74

magua = 1895,023 Kg/h

Flujo de agua a la planta de vapormagua = 1895,023 Kg/hBALANCE DE MASAComponentes1234567891011

Agua1994,721994,721994,721994,761895,0231895,02

Slidos Disueltos3,00452,8540,150230,150230,150230,150230,15023

Slidos en Suspensin2,20332,20330,11020,11020,11020,1102

Calcio0,044 0,0440,044

Magnesio0,02070,02070,0207

Sulfato de Aluminio0,0940,094

0,2394

0,0863

0,07245

0,11

Perdidas99.74

Total20002,9481997,151997,151995,020,09499,741895,281895,280,23940,2687

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

BALANCE DE ENERGIABALANCE BOMBA 1

BALANCE BOMBA 2

6

1

2

3

4

5

4

10

11

11

7

8

9