Balances de Materia

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TAREA 1- BALANCES DE MATERIA EN SISTEMAS AMBIENTALES

Con el propósito de disminuir la concentración de metales pesados de una solución de agua de lavado utilizado

en un proceso de galvanoplastia de piezas metálicas se ha implementado el proceso indicado en la figura adjunta

Las piezas inicialmente son sumergidas en un baño de níquel del cual sale una solución que es posteriormente

llevada a un primer tanque de lavado, denominado como n-1. De este tanque se derivan dos flujos, uno de ellos se

retira por la parte inferior y el otro se envia al siguiente tanque de lavado n. En este último tanque se introduce unf

agua “fresca de lavado" y se retiran dos flujos, uno que se retorna al tanque n-1 y otro que sale por la parte superio

hacia la planta de tratameinto de aguas residuales Suponiendo que la concentración Cn permanezca igual en 28

mg/L, estime el flujo de agua. Suponga que los tanques de lavado se mezclan completamente y que en ellos no hay

reacciones químicas.

1

Q = 0.05 L/min

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85 g/LQ = 0.05 L/min

28 mg/LFlujo de piezas

4 Agua de lavado

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2. Una corriente gaseosa de 135 m3.h-1 que contiene concentraciones de 450 mg.L-1 y 390 mg.L-1

de material particulado (MP) y benceno (B), respectivamente, es tratada en un sistema de

tratamiento de gases. Este sistema está conformado por un filtro de mangas, que elimina el MP por

filtración de la corriente gaseosa en un material poroso, seguido por columnas de adsorción

empacadas con carbón activado que retiene benceno de la corriente gaseosa. El filtro de mangas

tiene una eficiencia de eliminación de MP del 80%. El 5% del B que ingresa con la qorriente

gaseosa al sistema es retenido con el MP en el filtro de mangas. A la columna de adsorción pasa un

caudal de 115 m3.h-1. La concentración de B en el aire tratado es 80 mg.L-1. Si se sabe que el

sistema de tratamiento (Filtro + Adsorbedor) tiene una eficiencia global de eliminación de MP del

95%.Calcúle:

a. La concentración de MP en la corriente de aire tratado

b. La concentración de MP y Benceno en la corriente de residuo del filtro de mangas.

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3. Usted es un ingeniero que debe manejar un sistema de tratamiento para controlar la liberación al

ambiente del componente tóxico X disuelto en agua. Acorde con el proceso mostrado en la figura,

se ha determinado que un 10% de la masa de X entrando al proceso A y que un 12% de X entrando

a la planta B se pierde hacia la atmosfera por volatilización, contabilizándose unafperdida

despreciable de agua. Si la corriente de entrada en el proceso A (1 m3.s-1) contiene 200 g.m-3 de X,

la corriente de entrada en el proceso C (20 m3.s-1) contiene solo 20 g.m-3 de X y el 15% de la

corriente que sale del proceso A es derivado al proceso C, responda las siguientes preguntas?

a) ¿Cuál es el caudal y la concentración de X que sale del proceso B?

b) ¿Cuál es la concentración de X que sale del proceso C?

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4. En el diagrama siguiente se puede observar un proceso fisicoqulmico de un tratamiento de

lixiviados provenientes de un relleno sanitario. Se combinan 4500kg/h de un lixiviado que contiene

33,3% en peso de un metal pesado P y un flujo de recirculación que contiene 36,36% en peso de P;

el flujo combinado alimenta un evaporador. El flujo concentrado que sale del evaporador contiene

49,4% de P; este flujo alimenta un precipitador de metales. Del proceso de precipitación se retira un

compuesto sólido libre de agua que solo contiene el metal P y una disolución acuosa que contiene

36,36% en masa de P; el compuesto solido representa el 95% de la masa total del filtrado.

Finalmente parte de la disolución se recircula para mezclarse con el flujo de alimentación.

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5. Un relleno sanitario tiene un espacio disponible de 16.2 Ha. con 10 m de profundidad promedio. En el sitio se

disponen diariamente 765 m3 de desperdicio sólido, cinco dias a la semana. Este desperdicio se compacta hasta el

doble de su densidad entregada. Trace un diagrama de balance de masa y estime la duración esperada del relleno.

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