Desinfección de agua

Métodos para desinfección del agua.

El objetivo de la desinfección del agua es eliminar a los organismos patógenos que se encuentran en ella.  Algunos microorganismos dañinos en los sistemas de almacenamiento y distribución de agua pueden ser virus, bacterias y protozoarios. La reducción de estos se puede lograr por medio de filtración o por inactivación. El proceso de filtración consiste en una barrera física (generalmente una membrana) que no permite el paso de microorganismos al efluente; mientras que en la inactivación, los microorganismos se transforman (se altera su mecanismo reproductivo) de manera que ya no puedan causar enfermedades. Para asegurar la integridad microbiológica del agua en la red de distribución, es necesario la adición de un residual del agente desinfectante.

Los agentes desinfectantes que se usan comúnmente en el tratamiento de agua potable son: (1) cloro libre, (2) cloro combinado (cloroaminas), (3) dióxido de cloro, (4) ozono y (5) luz ultravioleta. En la siguiente tabla podemos observar de los desinfectantes mencionados.

Tabla 1. Comparación y características de diversos desinfectantes.

	Regresar arriba Desinfectantes
Regresar arriba Parámetro	Regresar arriba Cloro libre	Regresar arriba Cloro combinado	Regresar arriba Dióxido de cloro	Regresar arriba Ozono	Regresar arriba Luz ultravioleta
Efectividad en desinfección de bacterias	Excelente	Bueno	Excelente	Excelente	Bueno
Efectividad en desinfección de virus	Excelente	En el límite	Excelente	Excelente	En el límite
Efectividad en desinfección de protozoarios	Deficiente	Deficiente	Bueno	Bueno	Excelente
Efectividad en desinfección de endoesporas	Deficiente	Deficiente	En el límite	Excelente	En el límite
Concentración máxima de residual	4 mg / l	4 mg / l	0.8 mg / l	–	–
Formación de subproductos químicos regulados	Forma 4 especies de THMa y 5 especies de HAAb	Forma trazas de THM y HAA	Clorito	Bromato	Ninguno
Formación de subproductos químicos que pueden ser regulados en el futuro	Varios	Halogenuros de cianógeno	Clorato	Carbono orgánico biodegradable	Desconocido
Dosis típica de aplicación, mg/l	1 – 6	2 – 6	0.2 – 1.5	1 – 5	20 – 100 mJ / cm2
Fuente química	Entregado en planta como gas licuado a presión en carros tanque o como cloro líquido. Generado en sitio a partir de la electrolisis de la sal. El hipoclorito de calcio en polvo se usa para aplicaciones pequeñas.	Las mismas fuentes químicas del cloro. El amonio se entrega en planta como hidróxido de amonio (líquido), amoniaco (gas licuado) o sulfato de amonio (sólido). El amoniaco y el cloro se mezclan en el proceso de desinfección	ClO2 se fabrica en sitio con un generador de cloro y clorito.	Fabricado en sitio mediante un generador de ozono (consiste en hacer pasar oxígeno puro o aire seco por un campo eléctrico.	Uso de lámparas de UV (radiación)
a THM = trihalometanos bHAA = ácidos haloacéticos

MWH’s water treatment: principles and design. John C. Crittenden et al.

El diseño de un sistema de desinfección consiste en:

1. Selección del desinfectante y dosis adecuadas.

La dosis depende del tipo de desinfectante que se utilice, la selección de este dependerá de las condiciones del agua, así como de los microorganismos que se buscan eliminar. Al añadir desinfectantes químicos al agua, estos se consumen por la oxidación rápida de las especies reducidas en el agua; este fenómeno se conoce como demanda inicial. Al cubrir con la demanda inicial y continuar con la adición del desinfectante se genera una dosis residual, la concentración máxima permitida de esta depende de las regulaciones locales. Su función es proteger de organismos patógenos a los tanques y tuberías de los sistemas de distribución de agua.

Un parámetro importante al elegir un desinfectante, es el producto de la concentración de desinfectante (C) por el tiempo de contacto (t). El Ct ha sido una medida útil de comparar el rendimiento de diferentes desinfectantes para inactivar un microorganismo. En la Figura 1 se muestra el Ct requerido por cada método de desinfección para inactivar el 99% de diferentes microorganismos. En el caso de la luz ultravioleta el factor de concentración se cambia por el de intensidad (I), obteniendo un valor de intensidad por tiempo (It).

Figura 1. Requerimientos de desinfección para una inactivación del 99%. John C. Crittenden et al.

2. Diseño de sistema de dosificación para desinfección

2.1) En el caso de desinfectantes líquidos

Estos pueden inyectarse directamente en la tubería (ejemplo de dosificador, Figura 2), dosificarse en un dispositivo de mezcla, como, mezcladores estáticos; o simplemente verterlos en un punto de alta turbulencia.

Figura 2. Sistema de dosificación para desinfectantes líquidos.

2.2) En el caso de los desinfectantes gaseosos

Como el ozono, se suele inyectar el gas por medio de burbujeo en el fondo de una columna dimensionada para obtener el tiempo de contacto necesario entre el gas y el agua. Otro diseño más común es la dosificación por medio de un Venturi (ejemplo de dosificación de ozono por Venturi, Figura 3).

Figura 3. Dosificación de ozono con Venturi en línea de llenado de garrafones.

2.3) En el caso de la luz ultravioleta

La dosificación de la radiación UV se realiza dentro de un reactor diseñado por el fabricante (ejemplo de reactor, Figura 4), para maximizar la interacción entre el agua y la luz.

Figura 4. Ejemplo de reactor UV.

Generadores de cloro o generadores de dióxido de cloro insitu.

El cloro es un potente desinfectante que se utiliza para tratar el agua potable y las piscinas. También se utiliza para desinfectar equipos y superficies en cocinas, restaurantes y otros servicios de alimentación. Pero en los últimos años el dióxido de cloro ha tomado mayor importancia gracias a su potencial desinfectante sin generar subproductos peligrosos, además, que ha demostrado tener un mayor efecto biocida que las soluciones de cloro libre debido a su menor nivel de pH.

Los generadores de dióxido de cloro in situ son una gran opción para muchas instalaciones. Son fáciles de instalar y mantener, producen un oxidante con mejor control de seguridad para su manejo y con poder desinfectante más estable que el cloro, e incluso son un desinfectante aprobado por la EPA para las instalaciones que deben cumplir la norma sobre subproductos de desinfección de la EPA (DBPR).

El dióxido de cloro es un gas energético que puede producirse mediante electrólisis o haciendo reaccionar clorito sódico con peróxido de hidrógeno u otros oxidantes como permanganato potásico u ozono. El dióxido de cloro se utiliza normalmente como agente oxidante en aplicaciones de tratamiento del agua porque tiene un potencial de oxidación mayor que el cloro libre a niveles de pH inferiores a 8 (el intervalo de pH típico del agua potable).

Coincidimos en que es más conveniente utilizar dióxido de cloro como desinfectante.

En conclusión, los generadores de dióxido de cloro son una alternativa viable y más económica a los sistemas tradicionales de cloración in situ. Ofrecen muchas de las mismas ventajas al tiempo que eliminan la necesidad de productos químicos y otras sustancias agresivas que pueden causar graves daños si no son manipuladas correctamente por los trabajadores de saneamiento o los operarios de las plantas de tratamiento de agua potable o aguas residuales.

Última actualización 09/02/2023.

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