viernes, 20 de noviembre de 2015

INTRODUCCIÓN AL TRATAMIENTO DE AGUA



CONTENIDO

1.      Introducción al tratamiento de agua
1.1  Objetivo
1.2  Marco teórico
1.3  Métodos químicos                                                                                           
1.3.1        Necesidad de Tratamiento de Agua
1.3.2    Desarrollo y tendencias recientes de tratamiento de aguas
1.3.2        Tratamiento de agua para su aprovechamiento
1.3.3        Ciencias del Agua
1.3.3.1. Cantidad de agua
1.3.3.2. Estructura molecular del agua
1.3.3.3. Propiedades del agua
1.3.4.      Química Básica de una solución acuosa.
1.4 Vídeo. 
1.5 Bibliográfica 

1. INTRODUCCIÓN AL TRATAMIENTO DE AGUA

1.1 OBJETIVOS

·     - Dar a conocer los beneficios y los problemas que tiene la sociedad, para tratar el agua.
·     - Analizar los distintos tratamientos que se le pueden realizar al agua, dependiendo el uso que se le vaya a dar (domestica, industrial).


1.2 MARCO TEÓRICO

El agua ha sido un importante recurso natural de la Tierra y ha sido esencial para la existencia de todos los seres vivos.
En el presente, el agua sigue siendo un recurso natural esencial para mantener la vida y la  salud  agradable de las personas, y para la industria de productos. Por otro lado, los problemas sociales relativos al agua, tales como la escasez de los recursos hídricos y la incidencia de la contaminación del agua, han estado presente durante mucho tiempo  y es tan importante resolver estos problemas.
Esos problemas han ocurrido como los resultados del aumento de la población, la concentración de población en las grandes ciudades, el desarrollo de industrias y así sucesivamente. Este hecho nos está asesorando para armonizar nuestros estilos de vida con el entorno natural.
Para resolver los problemas anteriores y armonizar la sociedad humana con el entorno natural, la  comprensión científica de la naturaleza del agua y el desarrollo de tecnologías de tratamiento de agua pueden desempeñar un papel importante. La investigación y desarrollo en este campo requiere no sólo el básico conocimiento de la química, la física, la microbiología, metalurgia, etc., sino también el conocimiento amplio de la ciencia aplicada, como la ingeniería química, ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica y electrónica.


Los métodos de tratamiento de aguas se dividen generalmente en química, mecánica y microbiológica. 






















figura 1. Métodos químicos del agua


1.3 MÉTODOS QUÍMICOS 


1.3.1        Necesidad de Tratamiento de Agua

El agua dulce natural incluye sólidos en suspensión, microorganismos, sales disueltas (iones) y disuelto gases. Esas sustancias en el agua causan diversos problemas en sistemas que utilizan agua.
En el caso del agua potable, los sólidos suspendidos y los microorganismos dan una mala influencia a la salud humana.
En los sistemas de refrigeración de agua y sistemas de calderas, la materia soluble dura, tal como carbonato de calcio, podrá depositar como una escala en las superficies de transferencia de calor de intercambiadores de calor y calderas. Entonces sus eficiencias térmicas se reducen en la escala. El oxígeno disuelto causa la corrosión de los metales compuesta de esos sistemas y acorta sus vidas de servicio.
Los microorganismos pueden crecer y formar limo (contaminación biológica) sobre superficies de los tubos del intercambiador de calor, etc. La adhesión limo reduce las eficiencias térmicas de intercambiadores de calor y, a veces provoca una corrosión baja o influida microbiológicamente.


1.3.2    Desarrollo y tendencias recientes de tratamiento de aguas.

El desarrollo de productos químicos de tratamiento de agua después de 1945 en Japón se divide en cuatro etapas. La primera etapa es 1945 a 1960, la época de la reconstrucción y la preparación para la venida un alto crecimiento económico. En esta etapa, Japón se expandió por el crecimiento de primaria y las industrias ligeras principalmente. El tratamiento de aguas con productos químicos se había desarrollado en el campo de la caldera, con tratamiento del agua y la limpieza química de las calderas principalmente. La aplicación de inhibidores la corrosión y biosidas en los sistemas de refrigeración de agua, y floculantes poliméricos se inició en esta era.

La segunda etapa es 1.960-1972, la era de un alto crecimiento económico. Hierro y acero japonés la industria, el refinado de petróleo y la industria petroquímica, la industria de papel y celulosa, etc., había sido desarrollado notablemente en esta época. Como esas industrias  requieren una gran cantidad de agua para sus procesos de producción y plantas de servicios públicos.

La tercera etapa es 1973 a finales de 1980. En 1973 fue el año de la primera crisis del petróleo. Después de la crisis del aceite, las industrias japonesas habían pagado grandes esfuerzos el desarrollo de tecnologías para el ahorro de energía. en el campo de los productos químicos de tratamiento de agua, el control de las incrustaciones productos químicos y las tecnologías relacionadas habían sido desarrollado para contribuir al ahorro de energía.

La cuarta etapa es después de finales de 1980 al Actualmente, es la era de la salud y la seguridad. Hasta que el final de la tercera etapa, la mayoría de los objetivos técnicos para el desarrollo de productos químicos de tratamiento de agua, tales como la maximización del costo rendimiento, la contribución al agua y ahorro de energía, y la minimización de la contaminación del agua, se había dado cuenta. En la cuarta etapa, un nuevo e importante concepto ha sido añadido a los requisitos para la función de tratamiento de aguas por productos químicos. Es una garantía de salud y seguridad en todos los procesos de producción, transporte, almacenamiento, manipulación, utilización y eliminación de tratamiento de agua.


1.3.2        Tratamiento de agua para su aprovechamiento

Este tipo de tratamiento busca acondicionar la calidad del agua según los requerimientos técnicos exigidos para su uso. Las exigencias más estrictas se presentan para el suministro de agua potable, aunque algunos procesos industriales (como el sector de bebidas y laboratorios farmacéuticos) pueden llegar a ser también muy exigentes con la calidad del agua requerida.

El suministro de agua es el procedimiento por el cual se transporta el recurso hídrico, mediante una serie de instalaciones hidráulicas, desde su fuente, pasando por estructuras de almacenamiento, hasta llegar al destino final donde será utilizada (viviendas, comercio, industrias). Para conseguir esto, intervienen cuatro consideraciones (según Henry & Heinke, 1999): selección de fuentes hídricas, protección de la calidad del agua, aplicación de métodos de tratamiento y prevención de la contaminación.


1.3.3        Ciencias del Agua



1.3.3.1. Cantidad de agua


Una enorme cantidad de agua está presente en la tierra. La cantidad total es aproximadamente 1,4 mil millones de km3. Alrededor de 96,5% de que es el agua de mar y el agua dulce ocupa alrededor de 2,5%. Alrededor de dos tercios del agua dulce es icebergs y glaciares. Disponible agua dulce para nuestra vida diaria, industrias y así sucesivamente es sólo el 0,8% de la cantidad total de agua, tal como agua subterránea, agua de río y agua del lago.



1.3.3.2. Estructura molecular del agua

La fórmula molecular del agua se expresa como H2O. Muestra la estructura molecular de agua. La distancia atómica entre el H y O es 0,96 Å, y el ángulo de HOH es 104 ° 5'. Un agua molecular tiene cuatro cargas eléctricas de dos positivos y dos negativos. Como las cuatro cargas eléctricas ocupan posiciones simétricas, una molécula de agua se comporta como un imán de barra, es decir, que tiene el momento dipolar. 
Debido a la estructura de la molécula de agua, una molécula de agua tiene cuatro brazos para hacer puentes de hidrógeno. El enlace de hidrógeno es una especie de enlace atómico que interpone un átomo de hidrógeno, como O-H ·· O, O-H ·· N, N-H ·· O y así sucesivamente. Así, una molécula de agua combina la otra agua moléculas, alcoholes, aminoácidos, etc. La combinación de moléculas de agua por sus enlaces de hidrógeno. Estos momentos dipolar e hidrógeno el vínculo de agua da propiedades muy singulares para comparar con las otras sustancias orgánicas e inorgánicas.




















figura 2. molécula del agua


1.3.3.3. Propiedades del agua

El agua es un gas incoloro, inodoro e insípido, líquido transparente a temperatura ambiente. Tiene el más fuerte poder de unión de hidrógeno y se combina con las otras moléculas de agua para aumentar el aparente peso molecular. El agua requiere mucho más calor para aumentar la  temperatura, es decir absorbe mucho calor y es un buen conductor de calor.

figura 3. Combinación de las moléculas de agua por sus enlaces de hidrógeno.


1.3.4.      Química Básica de una solución acuosa.

Unidades constituyentes de Sustancias Químicas

-Átomos y elementos.
El átomo es la unidad mínima de sustancias y está constituido de un núcleo atómico y electrones. El núcleo atómico está constituido por protones y neutrones.
Las órbitas poseen electrones alrededor del núcleo atómico a una velocidad extremadamente alta. El núcleo atómico tiene una carga eléctrica positiva y los electrones tienen  cargas eléctricas negativas. Así, la totalidad eléctrica cargo de átomo se convierte en neutral.

Cuando una sustancia se disuelve en un líquido, el líquido se llama un disolvente y la sustancia se llama un soluto. El agua disuelve fácilmente muchos tipos de sustancias comparando con disolventes orgánicos. Esta propiedad del agua se explica por el fuerte momento dipolar. La mayoría de los electrolitos se disocian en agua y se disuelven en el agua en forma de iones.
El agua también disuelve algunas sustancias orgánicas, tales como azúcares y alcoholes, debido a la especial estructura del agua y su enlace de hidrógeno.

La solubilidad se define como el máximo cantidad de una sustancia (soluto) capaz de disolver en una cantidad dada de disolvente (agua) bajo una especificada condición. Una solución que contiene un soluto con la misma concentración a la solubilidad se llama la solución saturada. Si un soluto se disuelve en agua por exceder la solubilidad, esencialmente depósitos en el agua a reducir la concentración hasta la solubilidad. La solubilidad de un soluto es variada por el cambio de muchos factores, tales como la temperatura, la presión y los tipos de sustancias en la convivencia. Como la temperatura da una gran influencia en la solubilidad, la solubilidad es generalmente expresada con la temperatura.

ultima fecha de actualización: 1 de diciembre 2015








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