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problemas tema 6, Ejercicios de Ingeniería Química

Asignatura: ingenieria ambiental, Profesor: Federico Mijangos, Carrera: Ingeniero Químico, Universidad: UPV-EHU

Tipo: Ejercicios

2015/2016

Subido el 22/09/2016

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Ingeniero Químico- TMA 6. El Agua
PROBLEMAS.
Caracterización de aguas residuales.
1. Una muestra de agua residual se somete a un análisis de sólidos,
obteniéndose los siguientes resultados. Se pesa el filtro limpio y
seco (125,8 mg) y se filtran 100 mL de muestra de agua residual
bien homogeneizada. Se seca el filtro a 104 ºC hasta peso constante
(228,8 mg). Se colocan 50 mL del filtrado en una capsula de 95,348
g de peso seco y se evapora a sequedad, siendo el peso de la
cápsula más el residuo de 95,752 g. Tanto el filtro como la capsula
se colocan en una mufla a 600 ºC durante una hora. Tras enfriarse
el peso del filtro es de 156,8 mg y el de la cápsula 95,610 g.
Determinar los sólidos totales (ST), sólidos disueltos (SD),
sólidos suspendidos (SST), sólidos disueltos volátiles (SDV) y los
sólidos suspendidos volátiles (SSV).
2. Se repite el ensayo del problema nº1 y se determina el contenido de
sólidos suspendidos después de decantar la suspensión en un cono
Imhoff durante una hora, resultado que el volumen lodo es 126 mL:
Peso filtro 125 mg, peso filtro después de filtrar 128.1 mg,
volumen filtrado 100 mL, calcúlese el índice volumétrico del lodo
(ILV).
3. Considérese una disolución acuosa de 100 mg/L de glucosa. (a)
Determinar la DQO teórica. (b) Calcular, asimismo, el consumo
teórico de dicromato potásico (mL) en un ensayo estándar de
digestión de una muestra de 25 mL de la disolución azucarada con
dicromato potásico 10 mM. ¿Cual es el factor para convertir el
consumo molar de dicromato en la DQO?
4. La DBO
5
de un agua residual se encuentra entre 50-200 mg/L. Se
preparan tres disoluciones para cubrir este intervalo. Primero, la
muestra se pone en una botella standard de 300 mL y entonces es
diluida con agua saturada de oxígeno y libre de materia orgánica.
Se determina el oxígeno disuelto inicial, las botellas son cerradas
herméticamente y puestas en el incubador a 20 ºC durante 5 días.
Después de este periodo el oxígeno disuelto es nuevamente medido.
Encontrándose los siguientes resultados. Determinar la DBO
5
del
agua residual. ¿A partir de este ensayo, se puede obtener alguna
conclusión sobre la biodegradabilidad de este efluente?
Vol. muestra
(mL)
Oxígeno inicial
(mg/L)
Oxígeno final
(mg/L)
5 9,2 6,9
10 9,1 4,4
20 8,9 1,5
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PROBLEMAS.

Caracterización de aguas residuales.

  1. Una muestra de agua residual se somete a un análisis de sólidos, obteniéndose los siguientes resultados. Se pesa el filtro limpio y seco (125,8 mg) y se filtran 100 mL de muestra de agua residual bien homogeneizada. Se seca el filtro a 104 ºC hasta peso constante (228,8 mg). Se colocan 50 mL del filtrado en una capsula de 95, g de peso seco y se evapora a sequedad, siendo el peso de la cápsula más el residuo de 95,752 g. Tanto el filtro como la capsula se colocan en una mufla a 600 ºC durante una hora. Tras enfriarse el peso del filtro es de 156,8 mg y el de la cápsula 95,610 g. Determinar los sólidos totales (ST), sólidos disueltos (SD), sólidos suspendidos (SST), sólidos disueltos volátiles (SDV) y los sólidos suspendidos volátiles (SSV).
  2. Se repite el ensayo del problema nº1 y se determina el contenido de sólidos suspendidos después de decantar la suspensión en un cono Imhoff durante una hora, resultado que el volumen lodo es 126 mL: Peso filtro 125 mg, peso filtro después de filtrar 128.1 mg, volumen filtrado 100 mL, calcúlese el índice volumétrico del lodo (ILV).
  3. Considérese una disolución acuosa de 100 mg/L de glucosa. (a) Determinar la DQO teórica. (b) Calcular, asimismo, el consumo teórico de dicromato potásico (mL) en un ensayo estándar de digestión de una muestra de 25 mL de la disolución azucarada con dicromato potásico 10 mM. ¿Cual es el factor para convertir el consumo molar de dicromato en la DQO?
  4. La DBO 5 de un agua residual se encuentra entre 50-200 mg/L. Se preparan tres disoluciones para cubrir este intervalo. Primero, la muestra se pone en una botella standard de 300 mL y entonces es diluida con agua saturada de oxígeno y libre de materia orgánica. Se determina el oxígeno disuelto inicial, las botellas son cerradas herméticamente y puestas en el incubador a 20 ºC durante 5 días. Después de este periodo el oxígeno disuelto es nuevamente medido. Encontrándose los siguientes resultados. Determinar la DBO 5 del agua residual. ¿A partir de este ensayo, se puede obtener alguna conclusión sobre la biodegradabilidad de este efluente?

Vol. muestra (mL)

Oxígeno inicial (mg/L)

Oxígeno final (mg/L) 5 9,2 6, 10 9,1 4, 20 8,9 1,

  1. Considerando que la DBO última de un efluente industrial es 1677, mg/L, calcular la k 10 y la DBO 5. En un test de tratabilidad se han obtenido los siguientes datos: t (días) 1 3 7 DBO(mg/L) 157 430 835

¿A partir de este ensayo, se puede obtener alguna conclusión sobre la biodegradabilidad de este efluente?

  1. Un agua residual contiene 150 mg/L de etilenglicol, 100 mg/L de fenol, 40 mg/L de sulfuros (S=) y 125 mg/L de hidrato etilendiamina (C 2 H 10 N 2 O, no biodegradable). Estimar la DQO , el COT y la DBO 5. Dato: la k 10 para esta agua residual es 0.2 d-1.
  2. Un agua residual contiene los siguientes productos: fenol 40 mg/L, glucosa 350 mg/L, sulfuro 3 mg/L, alcohol metílico 50 mg/L y 100 mg/L de isoforeno (C 9 H 14 O, no biodegradable). Estimar la DQO , el COT y la DBO 5 , considerando que la k 10 para esta agua residual es 0. d-1. Después del tratamiento biológico de esta agua residual su DBO 5 es 10 mg/L, con una k 10 de 0.1 d-1. Estimar la DQO residual.
  3. Calcular el canon de vertido de una industria química que genera un vertido de 106 m^3 /año con un contenido en sólidos de 150 mg/L ¿Cuál es el coste unitario del canon?
  4. Determinado que la DBO 5 de un agua residual es 250 mg/L y suponiendo que k = 0.2 días-1 , cuál es la DBO última? Sol: 395 mg/L
  5. Determínese la DBO de un día y la DBO última para un agua residual cuya DBO 5 a 20ºC es 200 mg/L si k 1 = 0.23 días-1. Sol: DBOult = 293 mg/L; DBO 1 = 60 mg/L.
  6. Se ha hecho la determinación de DBO en un efluente cuyos datos se reportan en la tabla:

Tiempo (d) 0 1 2 3 4 5 6 7

DBO (mg/L) 0 72 120 155 182 202 220 237 Determínese k 1 y DBOult Sol: k = 0.24 días-1; DBOult= 286 mg/L

  1. En un agua residual la DBO 3 = 155 mg/L y la DBO 6 = 220 mg/L. Determinar DBOult y k 1. Sol: k1 = 0.29 días-1; DBOult= 267 mg/L
  2. La DBO última y la DBO 5 de una muestra de agua de río a 20ºC fueron respectivamente 38 mg/L y 27 mg/L ¿Cuál será la k1 cuando la temperatura del río sea de 10ºC?: Sol: k(20ºC )=0.25 días-1; k(10ºC) = 0.07 días-