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.

Desinfectantes

Parámetro

Cloro libre

Cloro combinado

Dióxido de cloro

Ozono

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 sub-productos químicos regulados Forma 4 especies de THMa y 5 especies de HAAb Forma trazas de THM y HAA Clorito Bromato Ninguno
Formación de sub-productos 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).

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

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

2. Diseño de sistema de dosificación

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.
Sistema de dosificación para desinfectantes líquidos.

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). Dosificación de ozono con Venturi en línea de llenado de garrafones.

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 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.

Ejemplo de reactor UV

Figura 4 Ejemplo de reactor UV.

 

Última actualización 14/02/2020.

Necesitas más información, escríbenos.

Los campos marcados con un * son obligatorios.