Problemas 605m4s

Problema: Una planta depuradora de aguas residuales con una producción de 𝑚3

38 400 𝑑í𝑎, descarga el efluente líquido con una Demanda Bioquímica de Oxígeno(DBO)de 20 descarga es 0.2

𝑚𝑔 𝐿

𝑚𝑔 𝐿

en un río. Si la DBO del río aguas arriba del punto de

, a caudal mínimo de 20

𝑚3 𝑠

, calcular la DBO del río

aguas abajo de la descarga, suponiendo mezclado perfecto. Solución: 𝑚3

𝑄𝑑 = 38 400 𝑑í𝑎 𝑥

1 𝑑í𝑎 24 ℎ

1ℎ

𝑥 60 𝑚𝑖𝑛 𝑥

1 𝑚𝑖𝑛 60 𝑠

= 0.44

𝑚3 𝑠

Sea un intervalo de tiempo de un segundo. El balance de materia de componentes (flujo), ya que se supone que no hay acumulación en el volumen de control, es: 𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎 = 𝑆𝑎𝑙𝑒 𝑄𝑅 + 𝑄𝑑 = (𝑄𝑅 + 𝑄𝑑 ) Mientras que el balance de carga de contaminantes es: 𝑃𝑅 + 𝑃𝑑 = 𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 Donde 𝑃𝑅 [=]

𝑚𝑔 𝑠

de carga de contaminantes aguas arriba 𝑚𝑔 𝑠 𝑚𝑔 𝑃𝑑 = 0.44𝑥103 (20) = 8800 𝑠 𝑃𝑅 = 20𝑥103 (0.2) = 4000

𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = (𝑄𝑅 + 𝑄𝑑 )𝑥103 (𝐷𝐵𝑂) = 20.44𝑥103 (𝐷𝐵𝑂) Por lo tanto 4000 + 8800 = 20.44𝑥103 (𝐷𝐵𝑂)

𝐷𝐵𝑂𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠

𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜

= 0.63

𝑚𝑔 𝐿

Problema: Para la realización del proceso de galvanización del hierro se utilizan baños de cianuro de zinc. Un baño considerado agotado y que tiene un volumen de 3 𝑚3 y una concentración 0.5 𝑀 𝑒𝑛 𝐶𝑁 − se diluye con agua en un tanque hasta 103 𝑚3 . ¿Cuánto aumentará la DQO del agua del tanque? Solución: Para calcular la DQO será preciso tener en cuenta la ecuación de oxidación el cianuro: 𝑍𝑛(𝐶𝑁)2 → 𝑍𝑛2+ + 2𝐶𝑁 − 2𝐶𝑁 − (𝑎𝑞) + 5𝑂2(𝑔) + 12𝐻 + (𝑎𝑞) → 2𝐶𝑂2(𝑔) + 𝑁2(𝑔) + 6𝐻2 𝑂

𝐷𝑄𝑂 𝑏𝑎ñ𝑜 𝑔𝑎𝑙𝑣𝑎𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 =

0.5 𝑚𝑜𝑙𝐶𝑁 − 5 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 32 𝑔 𝑂2 103 𝑚𝑔 𝑂2 𝑥 𝑥 𝑥 1 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑏𝑎ñ𝑜 2 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑁 − 1 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 1 𝑔 𝑂2

𝐷𝑄𝑂 𝑏𝑎ñ𝑜 𝑔𝑎𝑙𝑣𝑎𝑛𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 = 40.000

𝑚𝑔 𝑂2 1 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑏𝑎ñ𝑜

La estequiometría del proceso de oxidación indica la DQO por litro del baño de galvanizado: Teniendo en cuenta que los 3 𝑚3 del baño de galvanizado se diluyen hasta 10 3 𝑚3 se halla el incremento de DQO del agua de dilución: 40.000 𝑚𝑔 𝑂2 3 𝑚3 𝑏𝑎ñ𝑜 𝐴𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑄𝑂 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 𝑥 1 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑏𝑎ñ𝑜 10 3 𝑚3 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒

𝐴𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝐷𝑄𝑂 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 120 𝑚𝑔 𝑂2 /𝑙

𝐷𝑄𝑂 = 120 𝑝𝑝𝑚