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MUESTREO AFORO Y ANALISIS AR

MUESTERO AFORO Y ANALISIS
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on 8 February 2014

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Transcript of MUESTREO AFORO Y ANALISIS AR

MUESTREO, AFORO Y ANALISIS DE AGUA RESIDUAL
MUESTREO, AFORO Y ANALISIS DE AR
MUESTREO
Las aguas residuales se muestrean y someten a examen de laboratorio con el propósito de identificar y cuantificar sus características físicas, químicas y biológicas

colectar una porción de aguas residuales lo suficientemente pequeña en volumen para ser manejada convenientemente en el laboratorio y que, no obstante esto, sea representativa del agua residual que se va a examinar

AFORO
Su objetivo es la medición de los caudales de agua residual a lo largo del tiempo. Permiten obtener caudales medios, dotaciones de agua residual, cargas contaminantes y las velocidades de emisión másica unitaria.

ANALISIS
PARAMETROS DE CAMPO
Conductividad Electrica (C.E)
Potencial Hidrogeno (pH)
Temperatura (°C)
Oxigeno Disuelto (O2)

PARAMETROS LABORATORIO
Demanda Quimica de Oxigeno (DQO)
Demanda Bioquimica de Oxigeno (DBO)
Solidos Suspendidos Totales (SST)
Solidos Sedimentables (Ssed)
Detergentes (SAAM)
Grasas y Aceites (GYA)
Nitrogeno Total (Ntotal)
La muestra debe tomarse en donde estén bien mezcladas las aguas residuales

Deben excluirse las partículas grandes (≥6mm)

No deben incluirse en el muestreo los sedimentos, crecimientos o material flotante

La muestra debe analizarse tan pronto como sea posible

Debe procurarse que la recolección de muestras sea lo más fácil posible

RECOMENDACIONES PARA MUESTREO
TIPOS DE MUESTRAS
Muestra simple

Consiste en colectar todo el volumen a examinar en un mismo tiempo, por lo que representa las características de las aguas residuales solamente para la hora en la que se toma. En general se utilizan cuando las aguas residuales mantienen su gasto y características estables o bien cuando las descargas son intermitentes.

Determinar las características de descargas instantáneas y para identificar la fuente y evaluar los efectos potenciales en los procesos de tratamiento.

Estudiar variaciones y extremos en un flujo de desechos en determinado periodo

Evaluar la descarga si esta ocurre intermitentemente

El valor de un muestreo instantáneo único es escaso y debe tomarse esta información con reserva ya que puede ocurrir que se tome la muestra en un momento de concentración mínima o en un momento de concentración máxima


MUESTRAS SIMPLES
MUESTRAS COMPUESTAS
Se logra con la colección de aguas residuales en forma continua durante un intervalo de tiempo dado, o bien con la composición de varias muestras simples tomadas a cada cierto tiempo.
Esta muestra representa el promedio de las características a medir durante el tiempo que dure su colección.
Una vez cumplido el tiempo se elabora y homogeiniza el volumen recolectado en base al flujo y se procede a llenar los envases con muestra para su preservación y transporte

La que resulta de mezclar el numero de muestras simples, según lo indicado en la Tabla 1, para conformar una muestra compuesta, el volumen de cada una de las muestras compuestas debera ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma

MUESTRA COMPUESTA
Calculo del volumen para elaboración de muestras compuestas

VMSi=VMC * (Qi/Qt)

Donde:

VMSi=Volumen de cada una de las muestras simples (lts)

VMC=Volumen de la muestra compuesta para realizar la totalidad de los análisis de laboratorio requeridos (lts)

Qi=Caudal medio en la descarga en el momento de tomar la muestra simple

Qt=Sumatoria de Qi hasta Qn

CADENA DE CUSTODIA
Rótulos de muestras
Libro de registro de muestras
Registro de la cadena de custodia
Hoja de remisión de muestras
Toma de la muestra
Transporte de las muestras al laboratorio
Recepción y registro de muestras
Análisis de las muestras

ROTULOS DE LA MUESTRA
Deben usarse etiquetas para evitar la confusión de muestras. En la etiqueta debe incluirse la siguiente información:
Número de la muestra
Nombre del colector, empresa, planta, etc
Fecha y hora del muestreo
Los rótulos deben colocarse antes del período de muestreo y deben escribirse con tinta indeleble

LIBRO DE REGISTRO
Toda la información pertinente al trabajo de campo o muestreo debe consignarse en un libro de registro. Como mínimo debe incluir la siguiente información:
Propósito del muestreo
Localización del punto de muestreo
Nombre y dirección del contacto en el campo
Propietario de la muestra
Tipo de muestra

CARTA O CADENA DE CUSTODIA
Su objetivo es determinar un punto del proceso en el que se pudo cometer un error. Debe llenarse la cadena de custodia que acompaña a cada muestra o grupo de muestra. Esta incluye la siguiente información.
Número de la muestra
Nombre del responsable de la recolección
Firma del responsable del muestreo
Fecha, hora y dirección del sitio de muestreo
Tipo de muestra
Fecha de envío al laboratorio y recepción
Forma de envío
Firmas de las personas involucradas en el manejo de la muestra, incluida la fecha de su manipulación

TRANSPORTE DE MUESTRA
La muestra debe ser transportada al laboratorio lo más pronto posible y debe ir acompañada con la cadena de custodia y la hoja de remisión de la muestra
La etapa de transporte de las muestras es de importancia relevante es un monitoreo de aguas residuales, ya que la composición original de las muestras se puede alterar si no se contemplan las condiciones de preservación durante este proceso

TOMA MUESTRA
El tipo de recipiente usado para tomar la muestra es de vital importancia porque pueden existir intercambios iónicos con las paredes del recipiente o producirse una adsorción sobre estas. Los recipientes por lo general están hechos de plástico y de vidrio, teniendo cada uno un uso específico

PASOS PARA MUESTREO
TIPO DE RECIPIENTES

El numero de muestras estará definido en base a la NORMA (NOM-001-SEMARNAT-1996) y de acuerdo al horario de actividades de la empresa que se esta muestreando.

NUMERO DE MUESTRAS
Deben recogerse dos litros de muestra para la mayoría de los análisis fisicoquímicos. Ciertos ensayos necesitan volúmenes más grandes. La tabla 1 muestra los volúmenes requeridos para los análisis. No debe utilizarse la misma muestra para ensayos químicos (orgánicos o inorgánicos), bacteriológicos y microscópicos debido a que los métodos de muestreo y manipulación son diferentes.

CANTIDAD DE MUESTRA
Las muestras obtenidas en campo deben constituirse en una representación precisa del material del que se está haciendo el muestreo; por tal razón deben ser obtenidas, conservadas, transportadas y almacenadas de manera que cuando lleguen al laboratorio todavía sean representativas del material existente en el campo.

PRESERVACION DE LA MUESTRA
Las muestras deben preservarse porque:


Minimizar el potencial de volatilización o biodegradación entre el muestreo y el análisis de la muestra.

Retardar la acción biológica

Retardar la hidrólisis de compuestos y complejos químicos.

Métodos de preservación

Control de pH 

Uso de envases opacos o de color ámbar

Refrigeración 

Filtración
En el laboratorio se recibe la muestra y debe inspeccionarse sus condiciones de seguridad; deben revisarse los sellos y rótulos y deben compararse con lo consignado en la cadena de custodia. Posteriormente se le debe asignar un número interno, se inscribe en el libro de registro de muestras del laboratorio, y debe almacenarse en un lugar seguro

RECEPCION Y REGISTRO DE LA
MUESTRA EN LABORATORIO
AFORO DE AGUA RESIDUAL
Su objetivo es la medición de los caudales de agua residual a lo largo del tiempo. Permiten obtener caudales medios, dotaciones de agua residual, cargas contaminantes y las velocidades de emisión másica unitaria
METODOS DE ESTRUCTURA HIDRAULICA
En esta metodología de medición de caudal, se debe contar con un dispositivo primario estándar y un dispositivo secundario que permita registrar valores de nivel. Entre los dispositivos primarios, están los: Vertederos y Canaletas
VOLUMETRICO
La medición de caudal por este método se realiza de forma manual y requiere de un cronómetro y un recipiente graduado, generalmente un balde o probeta.
 
El procedimiento consiste en recolectar un volumen de muestra (V) y medir el tiempo transcurrido (t) entre el comienzo de la recolección y el retiro del recipiente desde el flujo. La relación de estas dos medidas, permite determinar el caudal (Q) en ese período.
Dado que ambas mediciones, V y t son simultáneas, se debe tener especial cuidado de ser rigurosos en esta operación.
Se recomienda, para la obtención de un valor reproducible, que se repita cada medición al menos 2 veces, de manera de informar el promedio de caudal para dicho tiempo.
El caudal se calcula como Q= V/t y normalmente se expresa en l/s

METODO SECCION PENDIENTE (MANNING)
Para calcular el caudal, mediante la fórmula de Manning, se debe medir la pendiente y el perímetro mojado a lo largo de una sección uniforme de una cañería o canal. Para utilizar esta fórmula se deben considerar los siguientes factores:

Pendiente tuberia
Altura o tirante del agua
Coeficiente de Rugosidad
Diámetro Tubería

METODO AREA-VELOCIDAD
Una de las formas de medir velocidad en un flujo de agua consiste en la utilización de molinetes, que es un dispositivo constituido por paletas que giran al estar en contacto con una corriente de agua, siendo el número de revoluciones proporcional a la velocidad de la corriente

AREA-VELOCIDAD
FLOTADORES
VERTEDORES
Este método aplica para plantas de tratamiento, grandes industrias etc., según las características físicas (geometría) de la salida del efluente, y en el caso que el método volumétrico sea inoperante.
Consiste en una obstrucción hecha en el canal para que el líquido retroceda un poco atrás de ella y fluya sobre o a través de ella

Se deben tener presente los siguientes aspectos:
 
Tipo estándar. Verificar las medidas
Deben estar localizadas en sección recta, sin curvas aguas arriba del dispositivo.
La zona de aproximación del flujo a la canaleta, debe tener una distribución uniforme en toda su sección, escurrimiento llano sin acumulación de sólidos.
Deben funcionar en condiciones de descarga libre, de modo que el cálculo de caudal este dado por la altura (H) de escurrimiento antes de pasar por la garganta
El proveedor de este tipo de equipo, junto a quien lo instale, deberán certificar una correcta instalación y un óptimo funcionamiento
CANALETAS
Cuando se conoce el diámetro de la tubería, su pendiente y su coeficiente de rugosidad se puede calcular el caudal únicamente midiendo el tirante (altura del agua en la tubería)

Se determina la relación d/D

Donde:
d=Tirante del agua; m
D=Diametro; m

En la Tabla de Areas y Radios Hidraulicos se encuentran los valores de A/D2 y R/D

Se despejan A y R y se sustituyen en la formula e Manning



MOLINETE
Obtener el área transversal midiendo el ancho del efluente, luego dividir en secciones y medir la profundidad en cada una de ellas para obtener el area transversal promedio. Medir y demarcar una distancia conocida a lo largo del canal; colocar suavemente sobre la superficie del agua un elemento flotante en el canal y simultáneamente activar el cronometro; medir el tiempo transcurrido hasta que el objeto termine de recorrer la distancia asignada

Este es un método indirecto para obtener la velocidad de una corriente y utiliza trazadores radioactivos (fluoricerinas) o químicos (sales de sodio, cromo o potasio). El procedimiento consiste en soltar una cantidad conocida de partículas fluorescentes, radiactivas, etc, al inicio de una sección recta del río previamente seleccionada, para medir el tiempo que tarda en llegar al final de dicha sección. Esto se puede hacer visualmente, con contadores de radioactividad, salinidad o cualquier otro aparato, dependiendo del tipo de partículas usadas

TRAZADOR QUIMICO O RADIOACTIVO
SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST)
Los solidos suspendidos totales o residuo no filtrable de una muestra se define como la porción de solidos por un filtro de fibra de vidrio que despues se seca a 103-105°C
DETERGENTES (SAAM)
Las sustancias activas al azul de metileno son aquellas que poseen moleculas de gran tamaño y que son ligeramente solubles en solucion acuosa. Estas sustancias influyen en la tension supercial del agua. Se les denomina como SAAM ya que son Sustancias Activas al Azul de Metileno
GRASAS Y ACEITES
Por definición, los lípidos son componentes biológicos que son solubles en solventes no polares como benceno, cloroformo y éter, y son prácticamente insolubles en agua. Consecuentemente, éstas moléculas son diversas tanto en lo referente a su estructura química como a su función biológica. Se distinguen en ellos los ácidos grasos, las grasas y aceites, los jabones, etc
NITROGENO
Nitrogeno Total
Nitrogeno Amoniacal (NH3)
Nitratos (NO3)
Nitritos (NO2)
DEMANDA BIOQUIMICA DE OXIGENO (DBO)
Parámetro de contaminación orgánica ampliamente empleado, aplicable tanto a aguas residuales como a aguas superficiales

Medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica
DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO (DQO)
Parámetro de contaminación orgánica ampliamente empleado, aplicable tanto a aguas residuales como a aguas superficiales

se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxigeno de la materia orgánica que puede oxidarse.
(K2Cr2O7)


1.-Determinar la cantidad aproximada de oxigeno que se requerirá para estabilizar biológicamente la materia orgánica presente.

2.-Dimensionar las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.

3.-Medir la eficacia de algunos procesos de tratamiento, y

4.-Controlar el cumplimiento de las limitaciones a que están sujetos los vertidos

DBO
Se emplea para la medición de la materia orgánica presente en aguas residuales tanto industriales como municipales que contengan compuestos tóxicos para la vida biológica

DQO
La DQO de un agua residual suele ser mayor que su correspondiente DBO

En muchos tipos de aguas residuales es posible establecer una relación entre los valores de la DBO y la DQO

Es posible determinar la DQO en un tiempo de 3 horas, frente a los 5 días necesarios para determinar la DBO

DQO
TIPOS DE AFORO
ANALISIS FISICOQUIMICOS
EQUIPO DE MUESTREO
MANUAL
AUTOMATICO
MUESTREO MANUAL
Recipientes de volumen suficiente para el tamaño de muestra requerido, que estén fabricados en material inerte (polietileno de alta densidad y vidrio), de boca ancha.

Brazo mecánico articulado o dispositivo equivalente, para sostener envases y acceder a flujos inaccesibles o peligrosos mediante recolección directa

MUESTREO AUTOMATICO
Existen en el mercado una amplia variedad de modelos de equipos automáticos para realizar muestreo de aguas, los que son especialmente utilizados cuando el punto de control es de difícil acceso o la planificación del monitoreo no hace factible o económicamente viable la intervención humana

Previo al uso, los envases finales donde se trasladan las muestras para el laboratorio, así como los envases intermedios si los hubiera, deben ser sometidos a lavados y preparación específicos requeridos por la normativa. Adicionalmente, se deberá agregar al envase vació o inmediatamente posterior a la recolección de las muestras, los reactivos químicos que actúan como preservantes y que sean pertinentes a cada tipo de parámetro que se va a analizar

MEDIDORES DE FLUJO AUTOMATICOS
Existen en el mercado una amplia variedad de modelos de equipos medidores de caudal, que se basan en distintos métodos de medición, como son: Área – Velocidad, Estructura Hidráulica, Pendiente - Radio Hidráulico y método Volumétrico

MEDIDORES FLUJO
EQUIPO PARA MEDICION PARAMETROS EN CAMPO
Los equipos requeridos para mediciones en terreno de parámetros físico-químicos son los destinados a control de pH y Tº de las aguas residuales; estos pueden ser equipos portátiles con sondas para mediciones in situ, o bien equipos fijos instalados en línea que miden estas características en forma continua en el flujo

MEDIDORES DE CAMPO
MEDIDORES EN LINEA
PhD. Mario A. Olmos Márquez
Las grasas animales y los aceites vegetales son cuantitativamente el tercer componente de los alimentos. Los tipos de grasas y aceites más frecuentemente presentes en los sistemas de alcantarillado corresponden a aceites de tipo vegetal y grasas de tipo animal. Las grasas y aceites son de los compuestos orgánicos más estables y no son fácilmente biodegradables
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