Se presenta la modelación matemática de la remoción de carbón desde agua residual utilizando un lecho fijo empacado con feldespato hexagonal.

1. UNIVERSIDAD DE SONORA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA & METALURGIA
OPERACIONESUNITRIAS II
“MODELO DE DISPERSIÓN PARA DESCRIBIR LA REMOCIÓN DE CARBONO DE AGUAS RESIDUALES
EN UN REACTOR DE FLUJO ASCENDENTE DE LECHO FIJO CON UN EMPAQUE HEXAGONAL DE
FELDESPATO”
LAZAROCISNEROS RODELO

2. INTRODUCCIÓN
a) YA HAN SIDO UTILIZADOS DIFERENTES EMPAQUES EN ESTETIPO DE FILTROS: PLÁSTICOS
,ROCAS, MADERA,VIDRIO, ETC.
b) TIENENVENTAJAS ESTOS FILTROS EMPACADOS EN COMPARACIÓN CON LOS LODOS
ACTIVADOS.
c) LOS FILTROS EMPACADOSTIENEN UNA ALTURA DE 6-12 M.Y FLUJOS DE 80-110 M2/D-M3.
SIGUE UNA CINÉTICA DE SEUDO PRIMER ORDEN DS/DZ = -KSX K=CTE 1ER ORDEN, S=CARBONO
MEDIDO, X= SÓLIDOS VOL. S
d) SE HAN USADO REACTORES DETANQUE CONTINUO AGITADOY DE FLUJO PISTÓN.
E) FELDESPATO HEXAGONAL USADO: (NA2O-AL2O3-6SIO2)

3. EL REACTORTIENE LOCALIZADOTRES
PUERTOS DE MUESTRAS EN
INTERVALOS DE 0,5 M.
REACTOR BIOLOGICO DE
FLUJO ASCENDENTE CON
UN LECHO EMPACADO DE
FELDESPATO
HEXAGONAL

4. FELDESPATOS
LOS FELDESPATOS SON UN GRUPO DE MINERALESTECTOY ALUMINOSILICATOS QUE
CORRESPONDEN ENVOLUMEN ATANTO COMO EL 60 % DE LA CORTEZATERRESTRE.

5. PROCESO DE EXTRUSIÓN DE METALES
LA EXTRUSIÓN ES UN PROCESO UTILIZADO PARA CREAR OBJETOS
CON SECCIÓNTRANSVERSAL DEFINIDAY FIJA. POSTERIOR AL PROCESO DE EXTRUSIÓN SE
SOMETIÓ EL MATERIAL A UN PROCESO DE SINTERIZADO A 1100 °C POR UN PERÍODO DE 4
HORAS.

6. PROCESO
a) REMOCIÓN DE CARBONO DE AGUAS RESIDUALES
b) USO DE EMPAQUES HEXAGONALES DE FELDESPATO
c) VOLUMENTOTAL DEL REACTOR DE 30.7 L.
d) PRUEBASCON AIREACIÓNY SIN ELLA PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE DISPERSIÓN.
e) SE UTILIZÓTRAZADOR KCL.
f) SE UTILIZÓ UN MODELO AXIALY LA REACCIÓN DE MONOD PARA DETERMINAR LA
REMOCIÓN DE CARBONO.
g) SE UTILIZÓ UNA MEZCLA DEAGUA RESIDUAL DOMÉSTICA E INDUSTRIAL.
h) SE USARON PRUEBAS EN FLUJO ASCENDENTEY CUATRO CARGAS HIDRAÚLICAS. Desde
(1.08x10-4---4.32x10-4) m3/s m2
i) REMOCIÓN DE DQO 95% CON RESPECTOAL 85%

7. MATERIALESY MÉTODOS
A) EL REACTORTIENE 2 M DE ALTURAY .14 M DE DIÁMETRO
B) FLUJO DE AIRE DE 0.3L/MIN. PARA MANTENER UNACONCENTRACION MAYOR A 2 mg/L.
C) EL AGUA RESIDUAL UTILIZADA ES UNA MEZCLA DE AGUAS RESIDUALES E INDUSTRIALES.
D) EL REACTOR SE INOCULÓ CON LODOS ACTIVADOS DE UN REACTORAEREADO.
E) SE OPERO EN BATCH DURANTE UN MES PARA QUE LA BIOPELICULA CUBRIERA EL FELDESPATO.
DESPUES SE CAMBIA A MODO CONTINUO CON CARGAS DE:
L1= 1.08 x10−4 (m3/s m2), L2= 2.16 x 10−4 (m3/s m2), L3= 3.24x 10−4 (m3/s m2) and
L4= 4.32 x 10-4 (m3/s m2).
F) DESPUES DE CADA CARGA EL REACTOR SE OPERÓ UNA SEMANA.
G) LAS MUESTRAS FUERONTOMADAS EN CADA PUERTOY A LA SALIDA DEL REACTOR
H) SE USARON 120 PIEZAS DE FELDESPATO DE 5 CM DE LARGO, 6 PAREDES CONCENTRICAS,
I) AREA SUPERFICIAL DE 275.3 M2/M3Y PESO DE 52 G.
J) ELVOLÚMEN DEL EMPAQUE FUE DE 5.78 L (23%)
K) ELVOLÚMEN DEL LIQUIDO FUE DE 25 L.

8. DIMENSIONES DEL FELDESPATO DE SODIO

9. MÉTODO DE ARQUÍMIDES PARA INTRUSIÓN DE MERCURIO

10. A) SE REALIZARONTENSIONES LONGITUDINALESYTRANSVERSALES PARA
DETERMINAR SU APOYO
B) PRUEBAS DE RESISTENCIAQUÍMICA POR 10 DÍAS CON ÁCIDOS AL 10% DE SULFÚRICO,
CLORHÍDRICO, NÍTRICO E HIDROFLUÓRICO.
C) CADA 12 HORAS SE MIDIÓ EL PESO DEL EMPAQUE PARA DETERMINAR SU
REACTIVIDADCON ÁCIDOS.
CARACTERÍSTICASY PRUEBAS DEL EMPAQUE DE FELDESPATO

11. PRUEBAS DE DISPERSIÓN
A) SE REALIZARON PRUEBASCON AEREACIÓN 0.3 L/min.Y 0 L/min.
B) EL EXPERIEMENTO SE REALIZO PARA OBTENER LA FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN
C) SE UTILIZÓ KCl COMOTRAZADOR PARA CHECAR LAS DIFERENTESCONCENTRACIONES DE
ENTRADAY SALIDA
NÚMERO DE DISPERSIÓNUSADO

12. MODELO
MODELO APLICADO PARA DESCRIBIR LA REMOCIÓN DE CARBONOY SÓLIDOS SUSPENDIDOS
VOLÁTILES

13. RESULTADOSY CONCLUSIONES

18. CONCLUSIONES
LOS EMPAQUES DE FELDESPATO MUESTRAN UN BUEN DESEMPEÑO DETRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALESY ALTA RESITENCIAA LOSÁCIDOS,ADEMÁS DE SER FÁCIL DE PREPARARSEA UN BAJO
COSTO. DURANTE EL EXPERIMENTO FUE POSIBLE REMOVER HASTA UN 95% DEL INFLUENTE DE DQO EN
COMPARACIÓN DE UN 85% REPORTADO POR OTROS MÉTODOS.

20. POR SU ATENCIÓN.