Desinfección de efluentes. Parte 3

Operaciones de rutina y solución a problemas

La radiación UV daña los ojos y la piel. El personal de operación debe ser debidamente informado de esto y se debería usar la protección adecuada (guantes, protectores faciales completos, ropa de mangas largas y pantalones largos)También se debe tener especial cuidado con los equipos eléctricos involucrados cerca del agua.

Mantenimiento

Se deben cambiar las lámparas a medida que su uso lo exija.

La limpieza de las lámparas debe ser muy cuidadosa. Se deben inspeccionar cada mes y si es necesario limpiarlas.

La forma de limpieza puede se:

• Con limpieza mecánica
• Ultrasonido
• Lavado poralta presión
• Lavado químico con soluciones ácidas, cáusticas o detergente

También se debe inspeccionar periódicamente los canales para remover las algas y otros materiales acumulados.

Ozonización

La aplicación de ozono en aguas residuales no sólo es para la desinfección sino que contribuye a la desodorización.
El ozono puede eliminar sustancias que por otros métodos resultan difíciles como:

• Fenoles
• Cianuros ( ya sea libres o complejos)
• Detergentes
• Pesticidas ( en especial triacinas y derivados)
• Trialometanos

El ozono generado fotoquímicamente o por métodos de excitación eléctrica en una corriente de aire bien seco o con oxígeno a –60 °C.

La generación fotoquímica se logra con radiación UV con longitudes de onda menores a 200 nm pero la producción de ozono por este sistema es limitada en cantidad y concentración.

Generalmente se utiliza el método de vía descarga por arco eléctrico para una mayor producción de ozono.

Cuando se utiliza aire seco como materia prima la concentración en peso de ozono producido es de 1 a 4 % . Si se utiliza oxígeno puro la producción de ozono es del 3 al 10 % en peso.

El ozono es una de las sustancias más oxidantes de la naturaleza. Las reacciones son rápidas lo que lo hace de una capacidad de desinfección muy alta.

Los procesosde desinfección dependen como se dijo antesdel organismo blanco, del pH, del tiempo de contacto y de la concentración del desinfectante.

En el caso del ozono la efectividad desinfectante no depende del pH.

Por otro lado el ozono como el oxígeno no son muy solubles en agua por lo que se debe tener cuidado en su exposición ya que es venenoso.

El ozono actúa como desinfectante:

• En la degradación química de la materia celular
• En la inactivaciónespecífica de sistemas enzimáticos críticos
• En la oxidación degradativa del material celular

El ozono es mas activo que el cloro frente a esporas y quistes.
El ozono se debe preparar in situ ya que se decompone rápidamente en aire y agua.
La ozonización sólo se aplica a efluentes que fueron nitrificados, clarificados por filtración o ambos.

Descripción de equipos

Los equipos de producción de ozono incluyen una preparación del aire ( secado), un sistema de generación de ozono que incluye generador eléctrico y un sistema de disolución del ozono producido que puede incluir un tratamiento de gas no utilizado.

Control de proceso

La consideraciones principales para el control de proceso son el mezclado y el tiempo de contacto.

En función de la calidad del efluente el tiempo de contacto para desinfección con ozono puede variar entre 15 a 60 minutos para el caso de un efluente primario (preozonización) y entre 10 a 30 minutos para un efluente secundario.

Medidas de seguridad

Exposiciones a pequeñas cantidades de ozono pueden causar serios problemas de salud.

El ozono es extremadamente reactivo y puede causar corrosión de la mayoría de los metales, plásticos, elastómeros lo que puede traer problemas en equipos que tengan esto materiales. Esto demanda u correcto mantenimiento del equipo de ozonización para que no tenga fugas.

Hipoclorinación

La hipoclorinación se refiere al uso de hipoclorito de sodio como desinfectante. Raramente se utiliza hipoclorito de calcio por su costo y la formación de barros difíciles de tratar.

El hipoclorito de sodio es menos peligroso que el cloro y que el hipoclorito de calcio pero e igualmente efectivo. Pero es más costoso que el cloro y el hipoclorito de calcio.

El hipoclorito de sodio se vende comercialmente en solución al 15 % m/V

Descripción del proceso

Los tanques de almacenamiento de hipoclorito de sodio son generalmente de polietileno o resina con fibra de vidrio resistente al hipoclorito o concreto o acero inoxidable recubierto interiormente con alguna pintura de protección. No se debe almacenar mas de 10 días por su degradación. Los tanques de almacenaje se deben proteger de la luz y el calor.

El hipoclorito se aplica por dilución en el efluente a tratar similar al caso de cloración

Control de proceso

Como las soluciones de hipoclorito de sodio tienen una vida corta por su descomposición a la luz y a altas temperaturas , se debe controlar su concentraciónpara su dosificación especialmente si se almacenó por mas de 10 días.

Se recomienda efectuar análisis de cloro residual .

Medidas de seguridad

Aunque no es muy peligrosa se recomienda tratar la solución 15 % de hipoclorito de sodio con cuidado ya que es irritante de la piel y peligrosa para los ojos. Se debe tener disponibles baños de ojos y duchas cerca de la zona de dosaje o uso. También se los operadores deben usar apropiada vestimenta de protección. Como se genera cloro en el proceso de descomposición se debe tener una buena ventilación en la zona de almacenaje, mezclado y dosaje.

No se debe nunca mezclar aceites minerales, grasas o solventes con compuesto de hipoclorito.

Desinfección con cloruro de bromo

El cloruro de bromo (BrCl) se utiliza ocasionalmente como desinfectante en plantas de tratamiento. Se disuelve diez veces más que el cloro y los productos de la reacción con agua son más oxidantes que los del cloro.

BrCl + H₂O —-> HOBr + HCl

En presencia de aminas , el cloruro de bromo forma bromaminas que son mejores desinfectantes que las cloraminas. Las bromoaminas tienen una vida media muy corta lo que resulta en ser menos tóxicas para las aguas receptoras que las cloraminas, por lo que no se requeriría una debromación.

BrCl + NH₃ —-> NH₂Br + HCl

Descripción del proceso

Mediante un sistema de presurización con aire o nitrógeno se distribuye la solución de BrCl al punto de cargaen el tanque de contacto (se diferencia con la cloración en que esta se hace por vacío).

Medidas de seguridad

El cloruro de bromo es un líquido corrosivo y fumante con un olor penetrante por lo que se debe tratar con cuidado.

Desinfección con dióxido de cloro

El dióxido de cloro es un desinfectante fuerte que se utiliza en la industria del papel como blanqueador y como desinfectante en el tratamiento de aguas. Es un gas explosivo por lo que se lo utiliza como solución acuosa.

Tiene efectos superiores de desinfección a los mencionados con cloro. Es muy inestable y requiere personal especializado. No genera trialometanos pero no está suficientemente estudiada la posibilidad de generación de mutagénicos. Puede llegar a formar en agua cloritos y cloratos con efectos hematológicos en el hombre y animales.

El dióxido de cloro destruye fenoles y clorofenoles, destruye la materia orgánica y es un buen alguicida. Se obtiene por reacción de agua de cloro con clorito de sodio:

2 NaClO₂+ Cl₂ —–> 2 Cl₂O+ 2 ClNa

Es una mezcla de dos soluciones en la dosis adecuadas que se inyectan al efluente

Desinfección por membranas

Una membrana es una barrera selectiva que permite el pasaje de ciertos componentes y retiene otros.

Una consideración importante es que la membrana debe tener un tamaño de poro uniforme de tal forma que sea lo más estrecho posible para que el umbral de corte o % de retención de soluto que no atraviesa la membrana sea lo más alto posible.

Los virus tienen tamaños con rango entre 10 y 25 nm, las bacterias entre 0,5 y 5 µm y los protozoos entre 5 y 600 micras. El fitoplancton entre 2 y 20 µm y las algas entre 13 y 200 micras.

Las membranas están hechas de polímeros orgánicos: acetato de celulosa, policarbonatos, poliamidas etc Pueden tener distinta porosidad y pueden ser placas planas o fibras , espiraladas, tubulares.

De acuerdo al tamaño de poro de la membrana se los puede dividir en:

Microfiltración —> 0,1 a 10 µm
Ultracentrifigación —> 0,001 a 0,1 µm
Nanofiltración —> menor a 0,001 µm

En general se utilizan las membranas de ultracentrifugación para la desinfección de efluentes ( el sistema se encuentra en experimentación).