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Cloración

Escrito por hidritec 05-01-2012 en General. Comentarios (0)

El cloro es uno de los desinfectantes más utilizados en tratamientos de agua, ya sea para potabilización de aguas, depuración de agua residual o piscinas. La cloración proporciona unos resultados eficientes en cuanto a desinfección bacteriológica y además, tiene un efecto bastante permanente ya que no se descompone con tanta facilidad como otros desinfectantes como el ozono.

Otra de las ventajas del tratamiento con cloro es su sencillez y asequibilidad económica ya que en su forma de suministro más común, como hipoclorito sódico, tiene un precio bastante asequible en comparación con otro tipo de desinfectantes.

Para mantener una cloración efectiva hay que tener en cuenta varios factores. Como cualquier desinfectante se establece que su poder de desinfección está relacionado con una variable constante que resulta del múltiplo de la concentración y el tiempo: el llamado factor CT. Esto quiere decir que si ampliamos la concentración podemos reducir en la misma proporción el tiempo de contacto que necesita el cloro para hacer efecto con los mismos resultados. También a la inversa, una reducción del tiempo de concentración implica trabajar a mayores concentraciones de cloro para obtener los mismos resultados.

Vemos por tanto, que el tiempo de exposición es indispensable. Un sistema de cloración proporcional al consumo que inyecte el cloro justo en el momento previo del consumo de agua, o a la salida de un depósito no es efectivo. Necesitamos al menos entre media hora y una hora de tiempo de contacto para que el cloro produzca su efecto desinfectante a unas concentraciones asumibles para consumo humano.

 

 

Esto nos obliga a tener en cualquier caso un depósito de contacto. Clorar el agua a la salida de un pozo previo uso a consumo no es un sistema de desinfección eficaz. Instalar un pequeño depósito tras la inyección del cloro sí asegura el tiempo adecuado para la desinfección, siempre y cuando podamos tener la certeza de que el agua del depósito no se  queda sin cloro.

Según el factor CT, el otro parámetro a tener en cuenta además del tiempo es la concentración. Con tiempos de contacto de al menos media hora o una hora, podemos trabajar a concentraciones en torno a 0,5-0,8 ppm (partes por millón) de cloro libre.  Estas concentraciones son asumibles para consumo humano y con los tiempos de exposición adecuados nos aseguran, en prácticamente la totalidad de los casos, una desinfección adecuada para consumo.

Existen varias posibilidades de instalación de sistemas de cloración. La más económica y menos aconsejable es una cloración proporcional al caudal, siempre de forma previa al depósito de contacto. Para ello es necesaria la instalación de un contador-emisor de impulsos. Este equipo nos dará una señal eléctrica cada cierto volumen de agua. Mediante una bomba dosificadora apropiada, podemos gestionar esta señal haciendo una cloración proporcional y calcular los mililitros de hipoclorito sódico dosificado por cada litro de agua introducida al depósito y controlando así una concentración de cloro bastante exacta a la entrada del depósito.

La ventaja de este sistema es el poco gasto energético que necesita, lo cual lo hace ideal para tratamientos de depósitos apartados sin posibilidad de corriente eléctrica. Mediante una panel solar, una batería de gel y un regulador de carga se puede instalar un sistema de cloración totalmente autónomo.

El gran inconveniente de la cloración proporcional es que podemos conocer la concentración de cloro que entra al depósito, pero no la concentración de salida que es la realmente nos interesa para consumo. Esto es debido a que el cloro se descompone con el tiempo así como con los aumentos de temperatura y la luz solar. Puede darse el caso de que transcurran varios días sin consumo y todo el agua retenida en el depósito ya se haya quedado sin cloro desprotegiéndose de los microorganismos.

Es por ello, que el tratamiento más adecuado consiste en una medición continua del cloro libre del depósito con control de la dosificación de hipoclorito sódico.  Para ello suelen instalarse equipos de medición de cloro libre con sondas de tipo amperométrico, potenciostático o sistemas de medición fotométricos.  Lo habitual es establecer unos parámetros de concentración de cloro libre como valores de consigna y mediante una señal normalmente de 4-20 mA, el equipo se encargará de enviar a la bomba dosificadora la orden de dosificar a un determinado caudal o frecuencia, que será tanto mayor cuanto más bajo sea el nivel de cloro y por tanto más lejos nos encontremos del parámetro requerido. Una vez alcanzado el valor de consigna la bomba dosificadora se detendrá.

Para realizar la medida lo conveniente es hacer una pequeña recirculación al depósito de agua, mediante la cual, por un lado hacemos pasar la muestra de agua para su determinación de cloro libre, y por otro lado, favorecemos la difusión de cloro en el depósito y evitamos la aparición de zonas muertas o estancas donde pueden desarrollarse los microorganismos o decantar la materia orgánica.

 Más información en:

 

http://www.hidritec.com/hidritec/sistemas-de-cloracion

Reducción de DQO

Escrito por hidritec 04-01-2012 en General. Comentarios (1)

La DQO (demanda química de oxígeno) es el parámetro que mide la cantidad de materia presente en el agua susceptible de ser oxidada siendo, por tanto, indicativo de la calidad del agua a la salida de depuradoras de aguas residuales ya que la DQO se relaciona con la carga contaminante, ya sea esta biodegradable o no. Para su determinación se utiliza un potente agente oxidante, como el permanganato potásico. Una vez reaccionado con la materia orgánica se determina la cantidad de permanganato potásico consumido y que se puede relacionar estequiométricamente con la cantidad de materia oxidada.

 

Como hemos comentado en el párrafo anterior, la DQO representa la cantidad total de materia oxidable presente en el agua, ya sea biodegradable o no, es decir, susceptible de depuración biológica. El parámetro que nos indica la cantidad de materia orgánica biodegradable es la DBO o DBO5 (demanda biológica de oxígeno). Se determina mediante degradación biológica de la muestra por un periodo de 5 días.

 

En procesos de depuración de agua residual, es importante la relación que existe entre la DBO/DQO. El cociente de estos factores nos dará una idea de la capacidad del agua para ser degradada biológicamente. Si tenemos un factor DBO/DQO superior a 0,6 implica un agua muy biodegradable, siendo totalmente biodegradable con una relación de 1, cuando la DQO es igual que la DBO.

 

También puede darse el caso de aguas residuales muy poco biodegradables con relaciones de DBO/DQO menores de 0,2. En este caso tenemos un problema ya que el efecto de las depuradoras biológicas convencionales utilizadas habitualmente para aguas residuales urbanas no producirán el efecto deseado ya que las bacterias no podrán digerir la materia presente en el agua.

 

Esto es debido en muchas ocasiones a la presencia en el agua de sustancias no características del agua residual característico y asimilable a urbano. Estas sustancias pueden ser aceites y grasas, lejías, hidrocarburos, detergentes no biodegradables, metales pesados.. etc.

 

Para solucionar el problema de la depuración en este tipo de aguas es importante, en cualquier caso, optar por un tratamiento primario correcto previo al tratamiento biológico. Para ello, pueden instalarse separadores de grasas e hidrocarburos, o sistemas DAF de flotación por aire que van a ayudar a mejorar la relación DBO/DQO.

 

Si con estos medios aún no conseguimos una relación adecuada de DBO/DQO tendremos que recurrir a otros métodos adicionales de depuración previos al proceso biológico.

 

Los procesos de oxidación avanzada buscan la oxidación de la materia orgánica no biodegradable. En muchos casos no implican una reducción directa de DQO, pero si mejoran la relación DBO/DQO. Esto es porque la oxidación ha roto los enlaces químicos de ciertas cadenas saturadas volviendo a estos compuestos orgánicos más biodegradables y favoreciendo el posterior tratamiento biológico.

 

El tratamiento con ozono es de los más frecuentes en este caso. El ozono es uno de los oxidante más poderos que existen. Es una forma alotrópica del oxígeno, con una molécula formada por tres átomos de oxígeno en vez de los dos habituales del oxígeno gas. Mediante un proceso de oxidación avanzada se destruyen cadenas de hidrocarburos, se consigue una cierta reducción de la DQO y se mejora de forma muy considerable la biodegradabilidad del agua residual además de oxidar metales pesados que precipitarán durante el proceso.

 

 

También pueden utilizarse otros oxidantes como el agua oxigenada H2O2. Con la aportación de un catalizador con sales de hierro la oxidación será mucho más efectiva. A este proceso de le denomina Método Fenton.

 

Los procesos de oxidación avanzada pueden combinarse también con procesos fotoquímicos. La emisión de radiación ultravioleta con una lámpara produce reacciones fotoquímicas y formación de hidroxilos. Estas reacciones fotoquímicas son responsables de la eliminación de cadenas saturadas y aromáticas en compuestos no biodegradables.

 

Finalmente cabe destacar los procesos electroquímicos como la electrocoagulación. Estableciendo una diferencia de potencial utilizando unos electrodos metálicos sumergidos en el agua residual se consigue el aporte de energía suficiente para la ruptura de los enlaces saturados. Además, los iones metálicos producidos por los electrodos químicos provocan la coagulación de la carga orgánica del agua. La más densa precipitará al fondo y la menos densa se recogerá en superficie con los residuos flotantes.

 

Más información en:

 

http://www.hidritec.com/hidritec/tratamiento-de-aguas-residuales-y-disminucion-de-dqo

 

 

Reducción de cloraminas en piscinas

Escrito por hidritec 27-12-2011 en General. Comentarios (1)

El tratamiento del agua de las piscinas mediante sistemas de cloración es el más habitual y utilizado, especialmente en piscinas públicas de gran afluencia de bañistas mediante la dosificación de hipoclorito sódico en forma líquida, o bien como dicloro o tricloro granulado o en tabletas.

 

El cloro libre presente en el agua produce una correcta desinfección del agua evitando el desarrollo de bacterias, algas y microorganismos y además reacciona con la materia orgánica del agua mediante procesos de oxidación y combinación química.

 

Por tanto, el cloro añadido a la piscina se encuentra fundamentalmente en dos estados, en forma de cloro libre, o combinado con materia orgánica (cloro combinado) siendo la suma de las dos concentraciones el llamado cloro total.

 

El cloro libre es la especie desinfectante y reactiva, por tanto, la que nos interesa mantener en unos niveles adecuados para poder tener la piscina correctamente tratada, además, será importante tener controlado el valor del pH ya que su efecto desinfectante dependerá del valor que tengamos de pH en la piscina.

 

 

El cloro combinado, en cambio, no tiene capacidad desinfectante en la piscina y es el resultado de la reacción química del cloro con el exceso de sustancias orgánicas disueltas en el agua de la piscina o contenidas en el filtro. Al contrario que el cloro libre, que no supone molestias para el bañista en sus concentraciones habituales, el cloro combinado y especialmente las cloraminas (cloro combinado con sustancias nitrogenadas) es el responsable de los típicos escozores, olores a piscina, irritaciones y alergias. Además de las molestias, un exceso de cloro combinado es indicativo de una piscina con excesiva carga orgánica ya sea por un mal diseño hidráulico de la piscina, defecto de filtración o poca higiene de los bañistas.

 

Es, por tanto, de vital importancia en una piscina mantener unos bajos niveles de cloro combinado. Para ello, en primer lugar, la mejor opción es evitar su formación con un diseño hidráulico correcto y la elección de una bomba de recirculación adecuada y que funcione el mayor número posible de horas. El estado y limpieza del filtro es fundamental. Una adecuada filtración nos elimina la suciedad introducida en la piscina, sin embargo,son necesarios los lavados periódicos de los filtros ya que en muchas ocasiones es en el propio filtro donde se retienen las sustancias orgánicas que reaccionan con el cloro. Finalmente es importante una higiene correcta de los usuarios de la piscina mediante el uso de gorros, y duchándose antes del baño para evitar el aporte de cremas, bronceadores, etc.

 

Una vez que ya no podemos actuar en la formación de cloraminas y sustancias organocloradas en las piscinas tenemos tres posibilidades fundamentales para su reducción.

 

1) Dilución de la piscina por renovación de agua. Teniendo en cuenta que el aporte de agua de renovación no añade cloro combinado en la piscina, el porcentaje de renovación supondrá el mismo factor de reducción en los niveles de cloro combinado. Es una solución sencilla, pero que implica un gran gasto de agua con los problemas medioambientales que eso supone, además, las aportaciones de agua que habitualmente se realizan en la piscina suponen un porcentaje de reducción de cloro combinado mucho menor al aportado por los bañistas.

 

2) Tratamiento con radiación ultravioleta. Mediante el tratamiento con equipos UV se consigue además de mejorar la desinfección de la piscina, una reducción de las cloraminas por reacción fotoquímica que provoca la destrucción de las mismas. Esto nos permite trabajar a bajos niveles de cloro libre y reducir los niveles de cloro combinado a unos valores muy bajosdel orden de 0,1 o 0,2 ppm eliminado los olores a cloro de la piscina, irritaciones y otras molestias características de altos niveles de cloraminas.

 

3) Tratamiento con ozono. El ozono al igual que el ultravioleta es un desinfectante muy potente, del orden de 3.000 veces más efectivo que el cloro. Además, es uno de los oxidantes más potentes que existen, por lo que es capaz de oxidar la materia orgánica presente en el agua y destruir las cloraminas y el cloro combinado, dejándolo en valores prácticamente nulos. Es un sistema mucho más caro y complejo pero que sin duda nos da el mejor tratamiento posible en la piscina y del cual hablaremos ampliamente en otro capítulo.

 

 

Desinfección con ozono

Escrito por hidritec 15-12-2011 en General. Comentarios (0)

El ozono es uno de los oxidantes más poderosos de la naturaleza. Es una forma alotrópica del oxígeno con una molécula formada por tres átomos de oxígeno en vez de los dos átomos habituales.

 

Se encuentra en la naturaleza en forma de gas y tiene cierta capacidad de disolución en el agua. Tanto en agua como en su forma gaseosa el ozono termina por descomponerse en oxígeno sin dejar ningún tipo de subproducto.

 

 

 

El ozono posee una serie de características que lo convierte en uno de los mejores sistemas de desinfección y tratamiento de agua.

 

1) Tiene un poder de desinfección en torno a 3000 veces más potente y rápido que la desinfección ordinaria con cloro destruyendo incluso virus y bacterias clororesistentes.

 

2) Oxida la materia órgánica presente en el agua, ácidos húmicos, fenoles, aminas, nitritos y metales pesados como el hierro y el manganaso.

 

3) Actua de floculante por lo que aumenta el rendimiento de los filtros y sistemas de decantación eliminando turbidez y aumentando la transparencia del agua.

 

4) Como sustituto del cloro no deja ningún tipo de subproducto ni compuestos organoclorados los cuales destruye.

 

5) Su gran poder de oxidación le permite su utilización en procesos de oxidación previos a los sistemas de cloración en distribución de aguas de consumo y evitar así la formación de trihalometanos.

 

http://www.hidritec.com/hidritec/tratamiento-de-agua-potable-con-ozono

Reutilización de agua residual

Escrito por hidritec 07-12-2011 en General. Comentarios (1)

Una forma adecuada de reducir el consumo de agua de aporte y por otra parte la disminución del vertido de agua residual urbana consiste en los llamados tratamientos terciarios de reutilización de agua residual.

 

Mediante los tratamientos adecuados, una vez finalizado el proceso habitual de depuración biológica del agua residual, es decir, tratamientos primarios de desbaste y tratamientos secundarios de degradación biológica, se obtiene un agua residual apta para vertido, pero aún con un contenido bacteriológico y de sólidos en suspensión inadecuada para su reutilización en procesos de lavado, riego, agua de inodoros etc. La normativa española no permite la reutilización del agua residual para usos de consumo humano.

 

 

 

Los tratamientos habituales para adecuación de agua residual (tratamientos terciarios) consisten fundamentalmente en un primer proceso de filtración con el objetivo de eliminar turbidez y sólidos en suspensión del agua depurada. Para ello se pueden utilizar filtros de sílex o lecho mixto o filtros de anillas de un micraje determinado que si es lo suficientemente pequeño se puede eliminar también cierto contenido biológico como larvas de nemátodos. Una ultrafiltración aportaría aun un mayor grado de filtración y desinfección pero no asegura una desinfección completa del agua.

 

Por tanto es necesario complementar el proceso de filtración con una correcta desinfección. La opción más sencilla es recurrir a un proceso de cloración. Como desventaja tiene que es menos eficaz que otros procesos como el tratamiento con ozono o ultravioleta, y además, necesita depósitos de contacto lo suficientemente voluminosos para que nos permitan unos tiempos de tratamiento de más de una hora. En cambio, el coste del tratamiento es más reducido.

 

El tratamiento con ultravioleta es más eficaz e instantáneo, por lo que no necesita depósitos de contacto ni un espacio amplio para la instalación, lo que hace de este tratamiento uno de los más utilizados en la tendencia actual.

 

Finalmente el tratamiento con ozono tiene un rendimiento aun superior al del ultravioleta, además de afinar aún más el grado de depuración del agua residual por oxidación del ozono. Además, en caso de uso para riego, el ozono proporciona ventajas adicionales a las plantas por oxigenación de la raíz lo que produce una mejora en las cosechas. Como desventaja cabe destacar un coste superior al tratamiento ultravioleta.

 

Por tanto, es conveniente y necesario intentar reutilizar la mayor cantidad de agua residual posible en cualquier proceso que se generé agua residual evitando el malgasto de agua potable en usos que no sean explícitamente para consumo.