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Desinfección de camas de carbón activado

Procedimiento para desinfectar camas de carbón activado granular mediante dióxido de cloro.

El carbón activado granular (CAG) tiene dos funciones en un tren de potabilización: (a) Adsorber los compuestos orgánicos que están presentes en todo cuerpo de agua natural (pozo, lago, río); y (b) Eliminar el cloro libre residual que se aplicó como biocida en una etapa previa. Aprenda en este artículo como realizar la desinfección de carbón activado.

Las bacterias no crean resistencia al cloro libre. Por lo tanto, el agua clorada que llega al tanque de CAG no contiene bacterias activas. Sin embargo, tarde o temprano, el agua que sale del equipo, ya sin cloro libre y sin contaminantes orgánicos, presenta actividad bacteriana. A continuación, se explica la razón de esto y se expone el método para desinfección de carbón activado mediante dióxido de cloro.

¿Por qué se debe desinfectar el carbón activado?

Por el hecho de que el CAG adsorbe compuestos orgánicos, se vuelve un sustrato propicio para el desarrollo bacteriano. La superficie rugosa y agrietada del carbón facilita la fijación de las bacterias. Cuando el agua clorada entra en contacto con la parte superior de la cama, el carbón reacciona con el cloro libre y su efecto desinfectante desaparece. Ya que esta reacción es rápida, no llega cloro libre a la parte media y baja de la cama de carbón. 

Al detener el proceso de tratamiento de agua, muchas veces los equipos se despresurizan. Si el agua que alimenta al tanque de CAG procede de un nivel inferior y las válvulas check de la tubería no cierran bien, se genera un vacío y un contraflujo. Este puede ocasionar el ingreso de microorganismos que proceden de los puntos de salida de agua, de las válvulas de muestreo o de cualquier gotera. Si estos microorganismos llegan al carbón, se fijan en sus grietas y se alimentan de la materia orgánica adsorbida.

Al arrancar el proceso nuevamente, el cloro libre no incide en ellos. Se multiplican forman una biomasa que el agua termina por arrastrar. Es así como llega el momento en el que el efluente del equipo acarrea bacterias. Si esta agua pasa por una etapa de desinfección con UV u ozono, los análisis bacteriológicos posteriores no mostrarán actividad bacteriana, pero llegará el momento en que el agua olerá a drenaje.

¿Cuándo es recomendable desinfectar la cama de carbón activado?

Es por esto que, en un tren de tratamiento de agua destinada al consumo humano, debe incluirse en el protocolo de control de calidad, análisis bacteriológicos del efluente del equipo de CAG, justo a la salida de este. Cuando dichos análisis no cumplan con las normas de potabilidad, es necesario desinfectar la cama de carbón.

La desinfección del carbón debe realizarse con la mayor eficacia posible para retrasar lo más posible la reinfección. La ausencia de goteras, las colas de cochino en los puntos de muestreo, la lejanía de las tomas de agua tratada respecto al equipo con CAG, válvulas bien cerradas y sin fugas, así como las barreras microbiológicas (como UV) disminuyen la frecuencia con la que será necesario desinfectar.

En el caso de purificadores de agua caseros, en los que no es práctica la aplicación de ninguno de un método de desinfección, se utiliza el CAG impregnado con plata, que es bacteriostático. Este no se recomienda en procesos industriales porque es costoso y la plata se pierde mucho antes de que se agote la capacidad del CAG. Hay que recordar que el carbón de un purificador casero opera unos cuantos minutos al día, mientras que el de un proceso industrial opera durante horas. Por lo tanto, en el caso de procesos industriales, lo indicado es desinfectar adecuadamente.

¿Con qué químico puedo desinfectar el carbón activado?

No se puede lograr una desinfección de carbón activado efectiva por medio de oxidantes como cloro, ozono o peróxido de hidrógeno. El CAG los destruye con rapidez y no alcanzan a llegar a todos los puntos de la cama. Por lo tanto, parte de los microorganismos quedan activos.

El único biocida inorgánico apropiado para desinfectar camas de CAG es el dióxido de cloro.

Método para desinfectar una cama de CAG mediante dióxido de cloro.

El procedimiento para la desinfección de carbón activado es el siguiente:

1.- Calcular el volumen de solución de ClO2 requerida.

Esta debe inundar completamente la cama de CAG. Las camas de CAG suelen tener una porosidad de alrededor del 40%. Es decir, el 40% del volumen de la cama es espacio vacío (formado por el espacio entre las partículas de carbón y por el espacio que hay dentro de los poros).  El 60% del espacio restante está ocupado por el sólido. Las camas de grava o gravilla de soporte tienen una porosidad de alrededor del 30%.

Ejemplo de cálculo:

Se requiere desinfectar el CAG contenido en un tanque de fibra de vidrio de 48” de diámetro y 72” de altura. El carbón está colocado sobre una cama de gravilla de soporte. El volumen del CAG es de 40 ft3 y el volumen de la gravilla es de 6 ft3. Se requiere inundar totalmente la cama de CAG, y dejar un sobrenadante de 40 cm. Calcular el volumen de solución de dióxido de cloro que hay que preparar.

Cálculo del volumen de solución sobrenadante.

Diámetro interior del tanque (supondremos que es igual al diámetro nominal) = 48”.

Diámetro interior del tanque = 48” = 4 ft

Área de sección transversal del tanque =3.1416 x 42/4 = 12.57 ft2

Altura de la solución sobrenadante = 40 cm = 1.31 ft

Volumen de la solución sobrenadante = 12.57 ft2 x 1.31 ft = 16.50 ft3

 

Cálculo del volumen total de la solución que hay que preparar:

 

Espacio vacío en la cama de CAG:                                        40 ft3 x 0.4 = 16.00 ft3

Espacio vacío en la cama de gravilla:                                   6 ft3 x 0.3 =   1.80 ft3

Volumen de solución sobrenadante:                                    16.50 ft3   

—————————————————————————————————————————————————————————————————-

Volumen total de la solución que hay que preparar:         34.30 ft3

971 litros

 

2.- En un tanque aparte, preparar la solución de dióxido de cloro a una concentración de 30 mg/L. Agitar bien para que la solución quede homogénea.

El dióxido de cloro suele obtenerse en el sitio, ya que se evapora a 11°C y se descompone con la luz solar. Es típico obtenerlo a partir de una reacción química entre una solución de clorito de sodio al 25% (Aprox.) y una solución de ácido clorhídrico al 4%. Estas dos soluciones se hacen reaccionar en una relación 1/1 (el mismo volumen de cada una). Un mililitro de cada solución produce 45 mg de dióxido de cloro.

Para el caso del ejemplo del inciso 1, se requieren 971 litros de solución de dióxido de cloro a una concentración de 30 mg/L. Por lo tanto:

Masa de dióxido de cloro requerida = 30 mg/L x 971 L = 29130 mg ClO2

Por lo tanto,

Un volumen requerido de solución de clorito de sodio al 25% =


El Volumen requerido de solución de clorito de sodio al 25% = 647 mL

Volumen requerido de solución de ácido clorhídrico al 4%  = 647 mL

 

3.- Retrolavar el tanque de CAG con el objeto de descompactar la cama.

Es importante que se logre la expansión de la misma, para que la solución de dióxido de cloro pueda entrar en contacto con todos los gránulos de carbón.

4.- Vaciar el tanque de CAG.

5.- Hacer fluir la solución de dióxido de cloro hacia el interior del tanque que se va a desinfectar.

6.- Dejar reposar durante al menos una hora.

7.- Retrolavar y enjuagar.

Carbon activado

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14 comentarios

  • Adrian Martinez dice:

    ¿el dioxido de cloro ayuda en la eliminación de pseudomonas en el carbón activado? Gracias.

    • Carbotecnia dice:

      Hola Adrian,

      El dióxido de cloro ha mostrado ser buen viricida, bactericida y desparasitante.

      Es por ello que fue aceptado como sustituto del cloro libre (vía cloro gas, hipoclorito de sodio o hipoclorito de calcio) que se utiliza para potabilizar agua.

      No obstante, hay que recordar que la dosis y el tiempo de contacto son importantes. Es mucho más sencillo inactivar un virus que una bacteria, partiendo del hecho de que el tamaño del primero es menor que el de la segunda.

      Cuando se requiere muy buen nivel de desinfección, actualmente recomiendo inundar el carbón activado en una solución de dióxido de cloro a 100 ppm, durante dos horas (para casos típicos, aplicamos dosis de 30 ppm durante una hora).

      Saludos

  • ADOLFO HUAPAYA GONZALES dice:

    COMO SE AFECTARIA EL CARBON ACTIVADO CON UNA CORRIENTE DE VAPOR SATURADO DE 60 PSI
    PARA LA ELIMINACION DE LAS BACTERIAS

  • Verónica Pérez dice:

    La desinfección con dióxido de cloro permite una mayor estabilidad para que las torres de carbón no se contaminen tan frecuentemente en comparación al uso de vapor o de agua caliente?

    • Carbotecnia dice:

      Hola Verónica,
      Cualquiera de los tres métodos mantiene desinfectada una cama con carbón activado o cualquier otro medio granular, pero el más sencillo de aplicar es el de dióxido de cloro.

  • Mari dice:

    Y qué pasa con una cama de CAG de concha de Coco cuando se utiliza en una casa habitación? Cuándo se debe desinfectar? O es mejor utilizar los cartuchos de carbón el bloque?

    • Carbotecnia dice:

      Hola Mari, si se utiliza en un tanque con carbón granular se debe desinfectar cada mes aproximadamente con dióxido de cloro, y ese carbón cambiarlo cada año o máximo 2 años, si son con cartuchos esos no se desinfectan, es cambiarlos cada 6 o 12 meses máximo.

      Saludos.

  • Mary dice:

    Si se tiene un filtro de zeolita de 9×48″ para toda la casa, y utilizo un carbón activado en block para toda la casa, solamente para uso general (bañarse, lavar ropa, lavar trastes, etc), no para beber, es necesaria una desinfección posterior al agua con lámpara UV para eliminar las bacterias que puede generar el carbón en block?

    • Carbotecnia dice:

      Hola Mary, si cambias el carbon block al año, no es necesario, también dejan unos 2 sin circular el agua por el sistema (que se van de vacaciones) si es necesario hacer el cambio de cartucho porque en el agua sin movimiento en el cartucho se crecen más rápidamente los microorganismos. Pero no lo veo necesario usar la UV, lo importante es que el agua de entrada tenga algún desinfectante como cloro o dióxido de cloro (hacerlo en la cisterna), para asegurar que no tengamos macroorganismos antes de entrar al sistema de tratamiento. Saludos.

  • ¿Es posible usar este método para la desinfección de todos los medios granulares a la vez (arena, carbon y resinas) en un mismo retrolavado a nivel industrial? de ser posible, ¿cuál sería la concentración y tiempo de contacto recomendado para asegurar una desinfección suponiendo una contaminación con pseudomonas?

    O bien , si lo recomendado fuera aplicar desinfección de cada filtro por separado, entonces ¿cuáles serian las concentraciones y tiempos recomendados para cada medio?

    Somos una empresa de diseño, servicios, y asesorías en potabilización de agua y tratamiento de aguas residuales. Nos auxiliamos de proveedores como ustedes para canalizar sus productos en nuestros servicios.

    Agradezco mucho desde ya tan valiosa información.

    • Benita Orozco dice:

      Buen día Erick:
      El método de desinfección con dióxido de cloro es aplicable para cualquier equipo y a cualquier parte de un proceso.

      Es mucho mejor desinfectar con dióxido de cloro que con cloro libre por las siguientes razones:

      – El dióxido de cloro no reacciona con la materia orgánica, no genera subproductos clorados.
      -Los niveles de toxicidad son mucho menores del dióxido de cloro en comparación al cloro libre. (El dióxido de cloro en concentraciones muy altas no es tóxico para el ser humano).

      Tendremos la tarea que escribir un artículo para complementar esta información.

      Para asesoría puede contactarnos al teléfono: +52 33 3834 0906.
      Quedamos a sus órdenes, un saludo.

  • Erick Medrano dice:

    ¿Es posible usar este método para la desinfección de todos los medios granulares a la vez (arena, carbon y resinas catiónicas o aniónicas) en un mismo retrolavado a nivel industrial? de ser posible, ¿cuál sería la concentración y tiempo de contacto recomendado para asegurar una desinfección suponiendo una contaminación con pseudomonas?

    O bien , si lo recomendado fuera aplicar desinfección de cada filtro por separado, entonces ¿cuáles serian las concentraciones y tiempos recomendados para cada medio?

    Agradezco mucho desde ya tan valiosa información.

    • Benita Orozco dice:

      Buen día Erick:
      El método de desinfección con dióxido de cloro es aplicable para cualquier equipo y a cualquier parte de un proceso.

      Es mucho mejor desinfectar con dióxido de cloro que con cloro libre por las siguientes razones:

      – El dióxido de cloro no reacciona con la materia orgánica, no genera subproductos clorados.
      -Los niveles de toxicidad son mucho menores del dióxido de cloro en comparación al cloro libre. (El dióxido de cloro en concentraciones muy altas no es tóxico para el ser humano).

      Tendremos la tarea que escribir un artículo para complementar esta información.

      Para asesoría puede contactarnos al teléfono: +52 33 3834 0906.
      Quedamos a sus órdenes, un saludo.

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