Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos

Los ensayos experimentales se desarrollaron en el aparato de aireación continua, cuyo esquema se muestra a continuación:

Figura 5. Aparato para ensayos experimentales de aireación continua

De acuerdo a esta figura:

El tanque de alimentación (TA), es un recipiente de polietileno con forma cilíndrica y transparente. Posee un diámetro de 30 cm, altura 38 cm y una capacidad total en volumen de 20 L. En este tanque se instaló un sensor de oxígeno disuelto (SODA) y un sensor de temperatura (STA). En la parte lateral e inferior, se encuentra instalada una tubería con válvula (VA) de acero inoxidable de ½ pulgada de diámetro nominal, la cual sirvió para regular la alimentación al tanque de aireación.

El tanque de aireación (TB) es un recipiente de acrílico con refuerzos de acero inoxidable. Las dimensiones de largo x ancho x altura que posee son 30 cm x 30 cm x 50 cm respectivamente. El volumen total que almacena es de 45 L. En la base del recipiente se encuentra instalada un difusor, con posibilidad de cambiar para otras pruebas. En la parte lateral e inferior, se encuentra fijada una tubería con válvula (VB) de 1 pulgada de diámetro nominal y de acero inoxidable. Al igual que

38 en el tanque anterior, también se encuentra un sensor de temperatura (STB) y un sensor de oxígeno disuelto (SODB).

El aire proveniente del compresor tuvo una presión de 30 psi, pero el regulador instalado antes del difusor redujo tal presión hasta 2 psi. También se instaló un medidor masico térmico de flujo de aire, la que conjuntamente con la válvula VC

permitió regular el flujo de aire para todos los experimentos a 5 L/min medido a condiciones estándar (0 °C y 1atm).

Las especificaciones técnicas del difusor de aire son las siguientes.

Tabla 10. especificaciones del difusor de burbuja fina Diámetro

Rango de flujo

Área de membrana activa Numero de perforaciones Diámetro de burbujas Temperatura del aire

9’’

0 – 198 L/min 0.038m² 6600 1 - 2 mm Hasta 100 °C Fuente: https://www.giisamex.com.mx/

Los sensores de temperatura son de variación de resistencia (PT100). Los sensores de oxígeno disuelto son ópticos por emisión de fluorescencia. Estos sensores fueron conectados a un dispositivo registrador de datos, para que las magnitudes medidas sean registradas cada minuto.

2.6.1 PROCEDIMIENTOS DE RECOPILACION DE INFORMACION

Los datos que se utilizaron para la evaluación y análisis procedieron de ensayos experimentales de aireación de las muestras de agua residual sintética. Los procedimientos para la preparación y la oxigenación por aireación continua de las muestras son del modo siguiente:

Procedimiento para la preparación de muestras de agua residual sintética El agua residual sintética utilizada para los ensayos se preparó adicionando sustancias al agua potable. Las concentraciones de las sustancias que se adicionaron se indican en la tabla siguiente. La demanda química de oxígeno (DQO) de las muestras de agua preparadas fue de 400 ppm. Para la desoxigenación del agua, se utilizó bisulfito de sodio y cloruro de cobalto.

39 Tabla 11. Concentración de sustancias para el agua residual sintética.

Sustancia masa adicionada/ volumen de liquido (g/L)

Peptona 0.189

Sacarosa 0.0455

Almidón 0.106

Sulfato de amonio 0.02275

Fosfato dibásico de Na 0.0045

• En el tanque de alimentación y tanque de aireación del aparato experimental, se vertió 18L y 36L de agua potable respectivamente.

• Luego, se adicionó y disolvió las sustancias indicadas en la tabla anterior con sus respectivas cantidades según el volumen de agua en cada tanque.

• En seguida, con la ayuda de los sensores de OD (SODA y SODB), se midió la concentración de OD del líquido en ambos tanques. Con la concentración, se calculó las cantidades estequiométricas y en exceso de sulfito de sodio y cloruro de cobalto, que se adicionaron a cada tanque para desoxigenar el líquido.

• Se esperó unos minutos para que la concentración de OD disminuyera hasta un valor próximo a cero.

• El mismo procedimiento se empleó para preparar el volumen necesario de muestras de agua, que sirvió para suministrar al tanque de alimentación durante los ensayos de aireación continua. Para ello, se utilizaron recipientes de polietileno con una capacidad de 18 L.

Realizado todo esto, ya se encontraba expedito para iniciar los ensayos.

Procedimiento para obtener datos experimentales de aireación

Con las muestras de agua residual sintética preparadas, también, con el aire comprimido en el compresor y, con todos los sensores y registrador activados, se inicia la aireación. Para ello:

• Con la válvula Vc y con la lectura del medidor de flujo de aire, se regulo el flujo aire a 5L/min (a 0°C y 1atm).

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• En seguida y, rápidamente se abrieron y regularon las válvulas VA y VB para alcanzar un flujo de agua constante y estable, de acuerdo al nivel definido para el experimento.

• Hecho esto, se fue suministrando agua residual preparada, al tanque de alimentación de manera constante para mantener el nivel de líquido en este recipiente, con el fin de que el caudal de agua residual en todo el sistema continuo sea estable.

• El suministro de agua residual y el proceso, se realizaron hasta que la concentración de oxígeno disuelto en el líquido, alcance una cantidad constante. Y durante todo este tiempo de experimentación, las mediciones de concentración de oxígeno disuelto y temperatura, se registró cada minuto, en la memoria del registrador de datos.

• Alcanzada la estabilidad de la concentración de oxígeno disuelto en el sensor SODB, se cerraron todas las válvulas (VA, VB y VC). Luego, se extrajeron las mediciones almacenadas en el registrador de datos, para los cálculos y análisis respectivos.

Todos los experimentos se realizaron de acuerdo a este procedimiento, con la modificación de flujo de aire y reemplazando el tipo de difusor según el diseño experimental que se estableció.

2.7 Técnicas de Procesamiento de Datos