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Universidad de Valladolid
TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALESProcesos fsico-qumicos
Tema 4
Tecnologa del Medio Ambiente
4 Ingeniera Qumica
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Mtodos de mezcla
Distribucin del flujo de entrada y placasdeflectoras
Agitacin con turbinas
Aeracin mecnica
Agitacin con difusores
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Neutralizacin
Pretende adecuar el pH a las condiciones
ptimas de operacin
Procesos biolgicos (6,5 8,5)
Procesos fsico qumicos
Empleo de efluentes residuales
Empleo de cidos y bases de bajo coste
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Tipos de procesos
Mezcla de corrientes cidas y alcalinas
Neutralizacin de aguas cidas con lecho de
caliza
Mezcla de aguas cidas con lechada de cal. Neutralizacin de aguas alcalinas con
cidos fuertes (clorhdrico)
Resinas inicas
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Mezclado Mezcla rpida Mezcla lenta
Mayor energa Mayor turbulencia Mayor mezclado
PVG
Q
1td =
V
PG
=
G = Gradiente de velocidad (s-1)P = Potencia necesaria (W)
V = volumen (m3)
= viscosidad dinmica (N s m-2)
td = tiempo de retencin (s)
Q = caudal (m3 s-1)
td G (s-1)
Mezclado rpido 5-20 s 250-1500Floculacin 10- 30 min 20-80
Mezcladores (hlice y turbina, paletas, Estticos y neumticos
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Sedimentacin de partculas discretas
D
pp
C
Dgu
3
)(4 =
Para Re < 1
18
)( =
ppgDu
+=0
00
01)f-(1totaliminacin
f
udfu
ElSedimentador rectangular
Resuspensin: se produce cuando la velocidad del fluido > uc
f
gDu
pp
c
)1(8 =
= cte, 0,04 (arena) y 0,06 (material pegajoso)
f =factor Weisbach-DArcy 0,03 (hormign)
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Sedimentadores lamelares
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Coagulacin y floculacin Estabilidad de partculas coloidales
Efectos de carga
Solvatacin
Desarrollo de la carga
Adsorcin preferente
Ionizacin Sustitucin isomorfa
Mecanismos de desestabilizacin
Compresin de la doble capa Adsorcin para neutralizar la carga
Inmersin dentro de un precipitado
Adsorcin y enlace de puente interpartcula
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Coagulantes Almina
Hidrxido clcico
Sulfato ferroso (+ Hidrxido clcico) Cloruro frrico
Floculantes
Silice activada
Polielectrolitos
Anionicos
Catinicos
No inicos
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Floculacin Velocidad de agregacin de coloides depende de:
Velocidad de colisiones entre partculas
Eficacia de las colisiones
Contactos debidos a: Movimiento Browniano (Floculacin pericintica) Jp
Movimiento del fluido (Floculacin ortocintica) J0
Sedimentacin de partculas
( )200
3
Tk4-
dt
dN NJp
==
( )
3
NdG2-
dt
Nd
2030
0
==J
Tk2
dG
3
0 =pJ
J
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Precipitacin Qumica Conversin de una sustancia soluble en insoluble
Eliminacin de metales txicos
Precipitacin como hidrxido
Precipitacin como sulfuro
Precipitacin como carbonato Precipitacin como metal elemental
Cementacin
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Hidrxidos y Sulfuros metlicos
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Consideraciones en el diseo Segregacin y pretratamiento
Si el residuo procede de fuentes diferentes, la eficacia
aumentar si se segregan las corrientes
Calor de Reaccin
El calor generado en la neutralizacin puede causar un
aumento considerable de la temperatura
Precipitacin de metales complejados
Antes de la precipitacin es necesario romper los
complejos que forman los metales con algunoscompuestos (amoniaco, cianuros, EDTA,..)