: Una planta de tratamiento de agua con flujo promedio de Q=0.044m3.s-¹ Q=0.044m3.s-¹ trata agua con sulfato de aluminio (Al2(!4"3.#4$2!" a una dosis de 2% mg.&-¹. &a coagulaci'n con sulfato de aluminio elimina eli mina la materia suspendida reduce la concentraci'n de materia org)nica de alcalinidad del agua de acuerdo con la ecuaci'n: Problema N°1
Al2(!4"3.#4$2! Al2(!4"3.#4$2! * +$,!3 2Al(!$"3(s" * +,!2 * #4$2! * 3!4 i la concentraci'n de materia org)nica se reduce de / mg.&-¹ a 3mg.&-¹ se dee determinar la masa total de alcalinidad consumida 1 la masa total de s'lidos secos ue se eliminan por da. espuesta: 43.5 6g.da-# 7atos adicionales: 89 de sulfato de aluminio= %54.3% g.mol-# 89 del icaronato = +# g-mol-# (2% mg.&-¹"(#0- g.mg-¹";%54.3% g.mg-¹";%54.3% g.mol-¹ = 4.20+ < #0-% mol.&-# de sulfato de aluminio As con 4.20+ < #0-% mol.&-# de sulfato agregado la cantidad de $,!-3 eliminado simplemente es seis eces la anterior o sea (+"(4.20+<#0-%"= (+"(4.20+<#0-%"= 0.0002%2 mol.&-# de $,!-3 o sea 2.%2 < #0-4 e.&-# de alcalinidad (0.0002%2 e.&-#"(0.044m3.s-#"(#00 e.&-#"(0.044m3.s-#"(#000 0 &.m-3"(/+ 400 s.da-#"= 5%5.4 e.da-# >sto se conierte en masa usando el peso euialente del icaronato ue es de +# g.mol-# 1 el resultado es: 5%5.4 e.da-# < +# e.da-#= %/ %2+ g.da-# o %/.% ?g.da-# @2 mol Al(!$"3; moles de sulfato de aluminio (4.20+ < #0-% mol.&-# de sulfato de aluminio" = /.4# < #0-% mol. &-# de Al(!$"3 >ste alor se conierte a ase diaria: (/.4# < #0-% mol. &-#" (0.044 m3.s-#"(#000 l.m-3"(/+ 400 s.da-#"= 3#5./ mol.da-# >sto se conierte a masa usando el peso molecular del Bidr'
% mg.&-# < 0.044 m3.s-# < #000&m-3< /+ 400 s.da-# = #5 00/ 000 mg-da-# es decir #5.0 6g.da-# As al sumar los flujos de masa de lodos de Bidr'l agua suterr)nea del ficticio acufero DuBEa contiene ,!2 2.3 <#0%. e omea a un flujo de 200 l.s-# para dar sericio a los residentes del puelo de $aemosu. ,alcFlese la masa en 6ilogramos de cal Bidratada ue se dee agregar cada da para neutraliGar el di'
@>n agua ,!2 1 $2,!3 son esencialmente lo mismo: ,!2 * $2! = $2,!3 por consiguiente los euialentes por mol (n" para ,!2 son 2. eacci'n de neutraliGaci'n del )cido car'nico: $2,!3 * ,a(!$"2 ,a,!3 (s" * 2$2! 8eso molecular de ,a(!$"2 = C4.05+ g.mol-# 8eso molecular de ,a,!3 = #00.05 g.mol-# @,oncentraci'n ,!2 @/+400 s.dia-# @ 89 ,a(!$"2 = 25.4 6g.dia-# Hdem para ,a,!3 Problema N° 3: Un
alandador domIstico de agua tiene 0.# m3 de resina de intercamio i'nico con una capacidad de intercamio de +2 6g.m-3. &os cuatro residentes de esa casa usan agua a una tasa de 400 &.da-#. >l agua de poGo ue usan contiene 340.0 mg.&-# de dureGa como ,a,!3. e le uiere alandar para ue tenga una dureGa de total de #00 mg.&-# como ,a,!3. J,u)l ser) el flujo de deriaci'n necesario J espuesta: Klujo de deriaci'n = 4C0.+ o 4C# &.da-# QHL ,HL QHL Q total ,0 Q total , deseada
Q deriaci'n , deriaci'n Qtotal= Q driacion * Q HL 8ara el sistema QHL,HL* Q deriaci'n , deriaci'n = Q total , deseada uponer ue la concentraci'n despuIs del tratamiento es cero ,0 = 340 mg.&-# (concentraci'n en deriaci'n" (QHL" (0"* Q deriaci'n (340 mg.&-#" = (#+00 &.dia-#"(#00 mg.&-#" Qderiacion= 4C# &.dia-# Problema N° 4: 7etermine
la superficie transersal de un tanue de sedimentaci'n para la ciudad de Miusudra. >l flujo de diseNo es 0.044 m3.s-#. Use una elocidad de derrame de 20 m.da-# para el diseNo. ,alcule la profundidad del clarificador para esa elocidad 1 el tiempo de detenci'n. Hndicaciones: O= Q;Ac O= elocidad de agua Q=flujo de agua (m3.s-#" Ac= superficie transersal (m2" 7etermine la superficie transersal Ac=#50m2 &as relaciones comunes longitud-ancBo para sedimentaci'n son entre 2:# 1 %:# 1 las longitudes rara eG son ma1ores a #00 m. siempre se proporcionan un mnimo de dos tanues. uponer ue se usan dos tanues c;u con #2m de ancBo usando el alor de Ac. ,omproar ue la longitud Ballada cumple con la relaci'n longitud-ancBo. C.5 m es menor ue /m. no cumple con la relaci'n entonces escoger ancBo menor ,alcule la profundidad del tanue ,alcula olumen ( O= Qt" >l olumen se diide en dos tanues 8rofundidad = Q;A=#.Cm. ,amiando elocidad de flujo a unidades compatiles. (0.044m3.s-#"(/+ 400 s.dia"= 3/0#.+ m3.dia-# As= 3/0#.+ m3.dia-#;20 m.dia-#= #50.0/ m2 o #50 m2 &as relaciones comunes longitud-ancBo para sedimentaci'n son entre 2:# 1 %:# 1 las longitudes rara eG son ma1ores de #00m. iempre se proporciona un mnimo de dos tanues. uponiendo ue se puede usar dos tanues cada uno con #2 m. de ancBo la superficie total de #50m2 implica una longitud de:
&ongitud= #50m2;(2 tanues"(+ m. de ancBo"=C.5 m. es decir /m. >sto no cumple con la relaci'n longitud-ancBo entre 2:# 1 %:#. >l siguiente paso sera escoger un ancBo menor. e proara con + m. &ongitud= #50m2;(2 tanues"(+ m de ancBo"= #%./ m. es decir #+ m. >sta longitud si cumple con el reuisito de la relaci'n longitud-ancBo. ,alculo de la profundidad del tanue 8rimero se determina el olumen del tanue a partir O=Qtd tiempo de detenci'n de #20 minutos(supuesto" con ase a la regla aproste olumen se diidira en dos tanues la profundidad se calcula con el olumen total del tanue diidido entre la superficie 8rofundidad= 320m3;#50m2= #.+/4m o #.Cm. >sta profundidad no inclu1e la de la Gona de almacenamiento de lodo. espuesta: >l diseNo final sera dos tanues cada uno con las dimensiones siguientes: + m de ancBo < #+ m de longitud < #.C m. de profundidad para almacenar el lodo. 8rolema P C: ,omo parte de su nuea planta de tratamiento propuesta para inestigaciones Anel flujo es de 0.044 m3.s-#. i la carga de diseNo al filtro es de #%0m3.da-#.m-2 JQuI superficie filtrante total se dee proporcionar 1 cuantos ancos de filtro deen funcionarR J,u)l es la carga cuando un filtro se saca de sericioR Un anco de filtros (todos los ancos !peran en paralelo" Hnstrucciones ,alcular el )rea reuerida usando el flujo 1 la carga >l )rea m)
,omo no se puede construir 0.22 filtros se dee redondear a entero. Pormalmente se constru1en filtros en pares para facilitar la construcci'n 1 reducir costos. >neste caso se podra construir cuatro filtros 1 se comproara ue la carga de diseNo no es menos ue los 23% m3.dia-# recomendados como carga m)ntonces dee comproarse la carga con tres filtros en sericio. Oa= Q; As= (0.044m3.s-#"(/+400 s.dia-#";(3 filtros"(+m2.filtros-#"= 2##. m.dia-# >s menor ue los 23% m.dia-# recomendados como carga m)
