Existen varios métodos de desinfección en tratamiento de aguas, en el post VERDE de hoy, vamos a revisar 3 de los métodos más utilizados de desinfección en las Plantas de Tratamiento de Aguas.

• Desinfección mediante Lámparas Ultravioleta.
• Desinfección mediante Cloro Líquido.
• Desinfección mediante Ozono.

DESINFECCIÓN CON ULTRAVIOLETA.

El sistema de desinfección con luz ultravioleta (UV) transfiere energía electromagnética desde una lámpara de vapor de mercurio al material genético del organismo (ADN o ARN). Cuando la radiación UV penetra en las paredes de la célula de un organismo, esta destruye la habilidad de reproducción de la célula. La radiación UV, generada por una descarga eléctrica a través de vapor de mercurio, penetra al material genético de los microorganismos y retarda su habilidad de reproducción.

Parámetros que afectan la eficiencia de desinfección:

La eficacia del sistema de desinfección con luz ultravioleta depende de las características del agua residual, la intensidad de la radiación, el tiempo de exposición de los microorganismos a la radiación y la configuración del reactor. El éxito de las actividades de desinfección está directamente relacionado con la concentración de componentes coloidales y de partículas en el agua residual.

 

Ventajas:

• La desinfección con luz UV es eficaz para la desactivación de la mayoría de los virus, esporas y quistes.
• La desinfección con luz UV es más un proceso físico que una desinfección química lo cual elimina la necesidad de generar, manejar, transportar, o almacenar productos químicos tóxicos, peligrosos o corrosivos.
• No existe ningún efecto residual que pueda afectar a los seres humanos o cualquier organismo acuático.
• La desinfección con luz UV es de uso fácil para los operadores.
• La desinfección con luz UV tiene un período de contacto más corto en comparación con otros desinfectantes (aproximadamente de 20 a 30 segundos con la utilización de las lámparas de baja presión).
• El equipo de desinfección con luz UV requiere menos espacio que otros métodos.

 

Desventajas:

• La baja dosificación puede no desactivar efectivamente algunos virus, esporas y quistes.
• Algunas veces los organismos pueden reparar o invertir los efectos destructivos de la radiación UV mediante un “mecanismo de reparación”, también conocido como fotoreactivación o, en ausencia de radiación, como “reparación en oscuro”.
• Un programa de mantenimiento preventivo es necesario para controlar la acumulación de sólidos en la parte externa de los tubos de luz.
• La turbidez y los sólidos suspendidos totales (SST) en el agua residual hacen que la desinfección con luz UV sea ineficaz. El uso de la desinfección con lámparas UV de baja presión no es tan efectivo en el caso de efluentes secundarios con niveles de SST mayores a 30 mg/L.
• La desinfección con luz UV no es tan económica como la desinfección con cloro, pero los costos son competitivos cuando la cloración requiere descloración y se cumple con los códigos de prevención de incendios.

 

DESINFECCIÓN CON CLORO.

El cloro es el desinfectante más usado para el tratamiento del agua residual porque destruye los organismos a ser inactivados mediante la oxidación del material celular. El cloro puede ser suministrado en muchas formas que incluyen el gas de cloro, las soluciones de hipoclorito y otros compuestos clorinados en forma sólida o líquida.

 

Parámetros que afectan la eficiencia de desinfección:

La eficacia de la desinfección depende de la concentración de cloro y del tiempo de contacto.

 

Ventajas:

• La cloración es una tecnología bien establecida.
• En la actualidad la cloración es más eficiente en términos de costo que la radiación UV o la desinfección con ozono (excepto cuando la descloración y el cumplimiento con requisitos de prevención de incendios son requeridos).
• El cloro residual que permanece en el efluente puede prolongar el efecto de desinfección aún después del tratamiento inicial, y puede ser medido para evaluar su efectividad.
• La desinfección con cloro es confiable y efectiva para un amplio espectro de organismos patógenos.
• El cloro es efectivo en la oxidación de ciertos compuestos orgánicos e inorgánicos.
• La cloración permite un control flexible de la dosificación.
• El cloro puede eliminar ciertos olores molestos durante la desinfección.

 

Desventajas:

• El cloro residual, aún a bajas concentraciones, es tóxico a los organismos acuáticos y por ello puede requerirse la decloración. Esto puede controlarse con sensores automáticos de cloro libre residual que permitan mantener una dosificación de cloro por debajo de 2 ppm.
• Todas las formas de cloro son muy corrosivas y tóxicas. Como consecuencia, el almacenamiento, el transporte y el manejo presentan riesgos cuya prevención requiere normas más exigentes de seguridad industrial.
• El cloro oxida ciertos tipos de materiales orgánicos del agua residual generando compuestos más peligrosos (tales como los metanos trihalogenados [MTH]). Las dosis óptimas de cloro mediante un sistema de control de la concentración de cloro permiten prevenir estos problemas.
• El nivel total de sólidos disueltos se incrementa en el agua efluente.
• El cloro residual es inestable en presencia de altas concentraciones de materiales con demanda de cloro, por lo cual pueden requerirse mayores dosis para lograr una desinfección adecuada.
• Algunas especies parásitas han mostrado resistencia a dosis bajas de cloro, incluyendo los oocistos de Cryptosporidium parvum, los quistes de Entamoeba histolytica y Giardia lamblia, y los huevos de gusanos parásitos.

 

DESINFECCIÓN CON OZONO.

El gas ozono, que se produce al someter el gas oxígeno a una corriente eléctrica de alto voltaje (6 a 20 kilovoltios), es un oxidante y agente germicida de virus muy fuerte. Los mecanismos de desinfección asociados con el uso del ozono incluyen:

• La oxidación o destrucción directa de la pared de la célula con la salida de componentes celulares fuera de la misma.
• Las reacciones con los subproductos radicales de la descomposición del ozono.
• El daño a los componentes de los ácidos nucleicos (purinas y pirimidinas).
• La ruptura de las uniones de carbono-nitrógeno que conduce a la despolimerización.
• Cuando el ozono se descompone en agua, los radicales libres del peróxido de hidrógeno y del hidróxido que se forman tienen gran capacidad de oxidación y desempeñan un papel activo en el proceso de desinfección. En general las bacterias son destruidas debido a la oxidación protoplasmática, dando como resultado la desintegración de la pared de la célula (fisuramiento o lisis de la célula).

El ozono se genera al hacer pasar altas cargas eléctricas a través de aire muy seco u oxígeno puro. La corriente de gas generada del aire contiene cerca del 0.5 a 3.0% de ozono por peso, mientras que el oxígeno puro genera aproximadamente de 2 a 4 veces esa concentración.

Parámetros que afectan la eficiencia de desinfección:

La eficacia de la desinfección depende de la susceptibilidad de los organismos a ser tratados, del tiempo de contacto, de la mezcla ozono – agua y de la concentración de ozono.

 

Ventajas:

• El ozono es más eficaz que la utilización del cloro para la desinfección o destrucción de virus y bacterias.
• El proceso de ozonización utiliza un período corto de contacto (aproximadamente de 10 a 30 minutos).
• No existen residuos peligrosos que necesiten ser removidos después del proceso de ozonización porque el ozono se descompone rápidamente.
• Después del proceso de ozonización, los microorganismos no crecen nuevamente, a excepción de aquellos que están protegidos por las partículas en la corriente de agua residual.
• El ozono es generado dentro de la planta, existiendo así muy pocos problemas de seguridad industrial asociados con el envío y el transporte.
• El proceso de ozonización eleva la concentración de oxígeno disuelto (O.D.) del efluente. El incremento O.D. puede eliminar la necesidad de re-aereación y también puede incrementar el nivel de O.D. en la corriente de agua receptora.

 

Desventajas:

• La baja dosificación puede no desactivar efectivamente algunos virus, esporas o quistes.
• El proceso de ozonización es una tecnología más compleja que la cloración o la desinfección con luz ultravioleta, por lo cual se requieren equipos complicados y sistemas de contacto eficientes.
• El ozono es muy reactivo y corrosivo, requiriendo así de materiales resistentes a la corrosión tales como el acero inoxidable.
• El proceso de ozonización no es económico para las aguas residuales con altas concentraciones de sólidos suspendidos (SS), demanda bioquímica del oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno, o carbono orgánico total.
• El ozono es extremadamente irritante y posiblemente tóxico, así que los gases de escape que salen de la cámara de contacto deben ser destruidos para evitar que los trabajadores estén expuestos a ellos.
• El costo del tratamiento puede ser relativamente alto en cuanto a la inversión de capital y la demanda de energía eléctrica.

 

Escrito por:
Ing. Carlos Toledo, Ingeniero Ambiental.
Gerente Técnico ISA Ingeniería y Servicios Ambientales.

BIBLIOGRAFÍA

Folleto informativo de tecnología de aguas residuales. Agencia de Protección Ambiental de EEUU (EPA).