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Tecnologías de desinfección: ¿cómo tomar la decisión correcta?

Hay muchos pasos involucrados en el tratamiento adecuado de las aguas residuales para que cumplan con los requisitos reglamentarios y puedan reutilizarse o descargarse, y la desinfección es un paso crítico en el proceso. La desinfección mata o desactiva patógenos que pueden ser perjudiciales para los seres humanos, el ecosistema o ambos.

Si bien el hipoclorito de sodio, el cloro, es el desinfectante más conocido y utilizado, existen otras tecnologías que también se están utilizando con éxito y que vale la pena considerar. Estos incluyen ácido peracético (PAA), ozono y desinfección UV. Es fundamental que los ingenieros, directores de proyectos y operadores comprendan los pros y los contras de cada tecnología de desinfección antes de incorporarlas a un sistema de tratamiento de agua.

Efectividad

Lo primero y más importante a considerar al comparar tecnologías de desinfección es qué tan efectivas son para desactivar patógenos, como cistas, virus y bacterias. En un sistema de tratamiento de agua existen dos medidas de desinfección: inmediata y residual.

La desinfección inmediata se refiere a la capacidad inicial del producto químico o de los rayos ultravioleta para matar microorganismos. En circunstancias normales, el cloro, el PAA, el ozono y los rayos UV pueden parecer igual de efectivos. Sin embargo, la turbidez puede proteger a los patógenos de los desinfectantes. Para los sistemas UV, la turbidez es un problema aún mayor porque puede impedir que los rayos UV penetren completamente en el agua, haciéndola en gran medida ineficaz. Esto puede ser especialmente cierto con las aguas residuales industriales o en sistemas donde se mezclan aguas residuales públicas e industriales.

La desinfección residual ocurre aguas abajo a medida que el desinfectante viaja a través del sistema de distribución, y solo el cloro ofrece desinfección residual. El ozono y el PAA reaccionan demasiado rápido y se disipan a los pocos minutos de ser administrados. Los rayos UV no pueden proporcionar ninguna desinfección más allá del sistema de lámparas.

Esto puede ser aceptable en muchas aplicaciones, particularmente para aguas residuales que se vierten en cuerpos de agua sensibles. Por eso es importante que los tomadores de decisiones tengan una comprensión clara de las demandas que se le impondrán al sistema y los resultados que esperan lograr.

diafragma peristáltico escalado
FLEXFLO® Bomba dosificadora peristáltica M3 (Izquierda) / CHEM-FEED® Bomba dosificadora de diafragma múltiple MD1 (Derecha)

Figura 1. Las bombas dosificadoras de productos químicos desempeñan un papel fundamental en el éxito del tratamiento de agua y aguas residuales. Pero eso no significa que tengan que ser difíciles de operar. Las nuevas tecnologías están simplificando la configuración y el funcionamiento de estas bombas con muchas funciones.

Factores de seguridad

Ningún desinfectante está exento de preocupaciones de seguridad.

El ozono se administra en forma de gas y es un potente irritante que puede dañar los pulmones. Si bien el ozono tiene un olor distintivo, el olor no siempre es lo suficientemente fuerte como para detectarlo.

El cloro también es un potente irritante para los pulmones, la piel y los ojos. Como tal, los operadores deben usar equipo de protección personal (EPP) adecuado. Sin embargo, el cloro también tiene un olor fuerte que se nota inmediatamente, lo que avisa a los operadores con suficiente antelación sobre una fuga o derrame.

La luz ultravioleta puede ser perjudicial para los ojos y la piel, aunque las lámparas suelen estar cerradas durante el funcionamiento y rara vez representan una amenaza.

El PAA puede causar daños a la piel, los ojos y los pulmones. Quienes manipulen el producto químico deben hacerlo en una habitación bien ventilada y usar equipo de protección adecuado. También es corrosivo.

Niveles de dosificación

Ni el ozono ni los rayos UV pueden sufrir una sobredosis. La desinfección UV no añade productos químicos. Mientras tanto, el ozono se disipa rápidamente y se descompone en oxígeno en cuestión de minutos. El oxígeno adicional añade un sabor agradable al agua sin efectos adversos. El PAA se descompone en ácido acético, agua y oxígeno. Esto hace que sea seguro tratar los efluentes que se vierten en fuentes de agua u otros cuerpos con altos niveles de contenido orgánico. Se oxida casi instantáneamente, por lo que rara vez quedan residuos químicos después de su descarga.

No ocurre lo mismo con el cloro. El exceso de cloro puede cambiar drásticamente el sabor y el olor del agua, haciéndola desagradable (o dañina) para beber. Si bien una parte del cloro posterior es beneficiosa para la desinfección residual, los operadores deben utilizar una dosificación precisa mediante medición química avanzada (Figura 1), analizadores de pH y cloro, y más.

Efectos no deseados

APFCL escalado
Figura 2. La Analizador de cloro total, pH y temperatura APFCL probará continuamente el agua para detectar niveles de cloro y puede alertar a los operadores cuando el cloro libre caiga por debajo de un umbral preestablecido.

Además del impacto sobre el sabor y el olor, el cloro tiene otros dos efectos secundarios que pueden afectar su uso. El primero es la corrosión. A diferencia de los rayos UV y el ozono, el cloro puede, a largo plazo, dañar tuberías y equipos. Si bien este impacto es mínimo dependiendo de la cantidad de cloro en el agua, las infraestructuras más antiguas o más sensibles pueden protegerse mejor con una alternativa.

El segundo son los subproductos de la desinfección (DBP). Estas sustancias pueden formarse cuando la materia orgánica natural reacciona con el cloro y pueden ser dañinas si se consumen o inhalan. Si bien los DBP se pueden mitigar con una buena filtración y tratamiento inicial, es posible que los operadores que usan cloro aún necesiten analizar su agua para garantizar el cumplimiento de los límites prescritos por la EPA de EE. UU. Para ayudar en este proceso, se puede instalar un analizador de cloro (Figura 2) que proporcionará información continua y registrará datos sobre los niveles de cloro libre, cloro total y pH.

Costo y disponibilidad

Los sistemas UV tienen un alto costo inicial, pero a menudo son fáciles y asequibles de mantener: no requieren ningún producto químico y el único costo operativo es la electricidad y el reemplazo ocasional de la lámpara.

El ozono, que se suministra y administra mediante botes de gas comprimido, tiene un costo inicial moderado pero su funcionamiento es muy costoso ya que el gas es difícil de producir. El PAA también es caro y el número de fabricantes y distribuidores es mucho menor. Sin embargo, a medida que aumenta la adopción del PAA como desinfectante, es probable que estos factores cambien. También es independiente de las regulaciones y tiene una vida útil mucho más larga que el cloro.

El cloro es el más asequible. No sólo es barato y fácil de obtener, sino que el cloro se puede dosificar fácilmente utilizando bombas dosificadoras eficientes y rentables. Incluso cuando se combinan con equipos auxiliares como analizadores de pH y cloro, medidores de flujo y sensores de nivel de cloro, las bombas dosificadoras/medidoras de químicos son más rentables que otras tecnologías de desinfección. Las funciones avanzadas, como las alertas de mantenimiento y las advertencias de fallos, pueden ayudar a garantizar que cualquier bomba siga funcionando de forma eficaz durante mucho tiempo.

Trabajando juntos

La desinfección no tiene por qué ser todo o nada. Por ejemplo, es posible agregar pequeñas cantidades de cloro después del tratamiento inicial con UV, ozono o PAA para aprovechar la desinfección residual. La decisión final dependerá de una variedad de factores, incluido el costo total, la experiencia del operador, las operaciones posteriores y las condiciones de la infraestructura, entre otros. Es importante trabajar con ingenieros y proveedores para diseñar un sistema que satisfaga las necesidades de la operación.

Escrito por:
Blue-White® Industrias
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