LAS RESPUESTAS

6. Filtración y sistemas de tratamiento del agua

6.5- Oxidación

Podemos describir la "oxidación" como un proceso de aumentar la valencia positiva de un elemento (a través de la pérdida de electrones con carga negativa). El opuesto de la oxidación es la "reducción", en la cual es aumentada la valencia negativa de un elemento (por la adición de electrones con carga negativa). Elementos o compuestos que pueden activar la reacción de oxidación son llamados de "agentes oxidantes". Cuando estos agentes oxidantes son introducidos en el agua, ellos reaccionan con los minerales disueltos haciéndolos precipitar de la solución. La reacción también libera gases atrapados en el agua. Oxigeno, cloro, y permanganato de potasio son los mejores agentes oxidantes conocidos en la industria de tratamiento de agua.
El método preferido de oxidación envuelve la exposición del agua al oxigeno libre en la atmósfera o por la inyección de aire rico en oxigeno en el sistema de agua. Este es uno de los métodos más viejos para eliminar algunos de los problemas comunes del agua. El oxigeno del aire reacciona con el hierro y manganeso disueltos en el agua, y causa que ellos precipiten de ella, así pueden ser removidos por medio de una filtración. El proceso también libera el anhídrido sulfuroso, permitiendo su difusión en la atmósfera. Como resultado, esto ayuda en la reducción del problema de gusto y olor.
El sistema de remoción de hierro del agua utiliza un aspirador que inyecta pequeñas cantidades de aire (conteniendo oxigeno) en el agua para producir la oxidación. El sistema de remoción de hierro entonces suministra un lecho para capturar el hierro y manganeso precipitados. El hierro precipita más fácilmente cuando el pH es de 7,2 o más alto y el manganeso con pH de 8,2 o más alto. Los sistemas también contienen un componente sacrificable de aumento del pH. Bajo la mayoría de las condiciones, es necesario instalar un tanque equipado con una válvula de alivio de presión del aire para ventilar los gases liberados y ganar un aumento de tiempo de contacto con el aire inyectado. El agua portadora de hierro o manganeso oxidado o precipitado (ahora en la forma de partículas) pasa a través del sistema de remoción de hierro. El lecho filtrante en el sistema es limpiado periódicamente por un ciclo de retrolavado que tarda 10 minutos y usa solamente entre 150 y 250 litros de agua.
Un segundo medio de criar la reacción de oxidación es con una bomba dosificadora que alimenta cloro en el agua. Esto resulta en ambos: desinfección y oxidación.
¿Cuales son los problemas que la oxidación puede curar?
Elevados niveles de hierro, anhídrido sulfuroso, y manganeso. Estos son problemas que algunas veces son difíciles de curar por medio de la filtración o ablandamiento del agua. El hierro y el manganeso en solución pueden persistentemente resistir a la filtración, y en los ablandadores de agua, cuando tiene lugar el intercambio del hierro, el hierro y el manganeso pueden oxidar y precipitar dentro del lecho de medio, por lo que puede ser permanentemente bloqueado. Esto reduce la eficiencia del intercambiador ionico, y acorta la vida del lecho de medio de intercambio ionico. Así, en casos de niveles significativos de hierro (hasta 30 ppm) y manganeso (hasta 2 ppm), es recomendable la instalación de un sistema de oxidación/filtración.
Puede ser notada que es necesaria una cantidad doble de agente oxidante para remover la misma cantidad de manganeso que para la misma cantidad de hierro. En tanto, los niveles de hierro son típicamente mucho mayores que los de manganeso en las aguas de alimentación.

Instalación del sistema de remoción de hierro

6.6- Neutralización

Este es un proceso para elevar o bajar el nivel de pH del agua para llevarlo para dentro de la faja de 6,5 hasta 8,5 de la escala de pH (el estándar establecido por la SDWA). En tanto que elevados niveles de pH (agua alcalina) pueden corroer ciertos metales, es predominante el problema referente a los bajos niveles de pH (o agua ácida). Por esta razón, será considerado solamente el proceso de neutralización referente al agua ácida, dado que este problema es el más presentado por los usuarios.

El agua ácida puede ser causada por infiltraciones, pérdidas o derrames de minas, lluvia ácida resultante de emisiones industriales en el aire, o de la ocurrencia natural de elevados niveles de anhídrido carbónico en el agua sin la cantidad suficiente de bicarbonato para vencerlo. La acidez del agua puede ser neutralizada de dos maneras. Ella puede ser tanto tratada a través de un lecho de medio de piedra calcárea que reacciona con el anhídrido carbónico para formar bicarbonato, o a través del uso de una bomba dosificadora que alimente una cantidad suficiente de carbonato de sodio o de potasio, en el agua para neutralizarla.

CUNO ofrece ambos los métodos. El neutralizador de acidez del agua que se instala en la línea de agua fría y es proyectado para tirar el agua para arriba a través de un lecho filtrante. Este proyecto elimina la formación de "tortas" sobre el medio, y también elimina la necesidad de energía eléctrica o retro-lavado del medio. El medio neutralizante es sacrificable y debe ser repuesto una vez por año aproximadamente, dependiendo del nivel de utilización y del grado de acidez del agua.
CUNO también ofrece una bomba dosificadora que puede ser montada adyacente a un tanque de solución, de aproximadamente 50 litros, y que es accionada por un motoreductor que está ligado junto con la bomba de alimentación de agua. De esta manera, la bomba dispensa la solución neutralizante de carbonato de sodio o potasio, solamente cuando la bomba está funcionando, suministrando un ajuste preciso del pH en el agua utilizada.

¿Cual es la diferencia entre los dos productos?

Existen algunas diferencias que pueden ser importantes para el usuario. El neutralizador de acidez del agua depende del tiempo de contacto, el nivel de pH del agua bruta, y del nivel de dureza. Cuanto más tiempo permanezca el agua en contacto con el lecho de piedra calcárea, mayor será el aumento de neutralización del agua. Por ejemplo, el agua que tiene un pH de 6,0 puede quedar en el lecho calcáreo durante la noche, y por la mañana ella puede haberse elevado para 9,0. En tanto, si el agua es circulada continuamente, el tiempo de contacto con el lecho de piedra calcárea puede ser reducido y el pH podrá elevarse solamente para 7,0. Cuanto menor el contenido de minerales, o el nivel de dureza, más fácilmente será ajustado el pH. Por otro lado, la bomba dosificadora puede ofrecer un ajuste preciso del pH para una faja más amplia de niveles de utilización.
Cada uno de estos sistemas presenta ventaja sobre el otro.

¿Cuales son los problemas que la neutralización puede curar?

Ambos los métodos de neutralización pueden eliminar los resultados de un agua ácida. Específicamente, ellos pueden evitar el teñido azul/verde, y la corrosión de las cañerías de cobre. Adicionalmente, estos métodos evitan que el plomo presente en las juntas de soldar sea liberado en el agua como resultado de la lixiviación por el contacto con agua ácida. El agua ácida puede causar serios problemas con la corrosión de sistemas de cañería y problemas peligrosos en el agua potable. Por esta razón, el problema de acidez del agua no debe ser relegado, y debe ser adecuadamente tratado.

Instalación del sistema de neutralización de agua ácida

6.7- Desinfección

Este término se refiere al proceso de eliminación de los microorganismos causadores de enfermedades tales como las bacterias y virus. El agua de pozo puede quedar contaminada como resultado de la infiltración de desagües en las napas freáticas subterráneas.
Un otro caso de contaminación puede ocurrir durante el montaje, manutención y cambio de filtros o medios en los sistemas de tratamiento de agua.
El indicador más común de enfermedades causadas por el agua es la presencia de bacterias coliformes cuando probadas por un laboratorio de reputación conocida.
Existen diversas maneras de purificar el agua. Cuando son evaluados los métodos de tratamiento disponibles, deberán ser considerados los siguientes puntos en lo referente a los desinfectantes del agua:

1- Un desinfectante deberá ser capaz de destruir todos los tipos de patógenos cualquiera sea su número presente en el agua.
2- Un desinfectante deberá destruir los patógenos dentro del tiempo disponible para la desinfección.
3- Un desinfectante deberá funcionar apropiadamente sin ser afectado por cualquier fluctuación en la composición o de las condiciones del agua.
4- Un desinfectante deberá funcionar dentro de la faja de temperatura del agua.
5- Un desinfectante no debe hacer que el agua se vuelva tóxica o no-palatable.
6- Un desinfectante debe ser seguro y de manipulación fácil.
7- Un desinfectante debe ser de tal manera que su concentración en el agua sea de fácil determinación.
8- Un desinfectante deberá suministrar protección residual contra la recontaminación.

Técnicas tales como la filtración o la radiación ultravioleta, pueden remover o matar organismos infecciosos del agua, sin embargo, ellas no son un substituto de la desinfección.

Entre los métodos específicos de desinfección del agua tenemos:
- Hervir el agua
- Luz ultravioleta
- Desinfectantes químicos:
- Bromo
- Cloro
- Iodo
- Plata
- Cobre
- Álcalis y ácidos
- Otros agentes: dióxido de cloro, cloraminas, ozono, ciertos surfactantes (detergentes catiónicos), etc.El método más frecuentemente utilizado para desinfectar el agua es el de usar un agente químico fuertemente oxidante, tal como el cloro.
Una semana después de la desinfección es necesario hacer nuevas pruebas de laboratorio para detectar la presencia de bacterias.

Instalación de sistema de desinfección

6.7.1- Desinfección con ultravioleta - UV

La radiación ultravioleta (UV) tiene un efecto germicida que varia con la longitud de onda da UV utilizada. A 256 nm (nanometros) a energía de la radiación UV suministra su máxima efectividad germicida.

Para la exterminación de los microbios, la dosis de UV es la consideración principal. La dosis es el producto del tiempo de exposición (segundos) y la intensidad de la radiación UV (mWatt/cm2 o miliWatt/cm2) y es expresada en mW.seg/cm2 o miliW.seg/cm2.
Los microbios expuestos a la radiación UV no son instantáneamente muertos o inactivados; una fracción constante de la cantidad de organismos vivos muere a cada incremento de tiempo. La relación de sobrevivencia (la fracción del número inicial sobreviviente a cualquier instante) es una función exponencial de la dosis. Así siendo, para disminuir la relación de sobrevivencia de 0,1 para 0,01 es necesario duplicar la dosis de radiación UV.

La mayoría de las unidades de UV para agua potable son proyectadas para una reducción mayor que 6 log de E. coli que pude ser obtenida con una dosis de 30.000 mW.seg/cm2 o 30 miliW.seg/cm2. La mayoría de los microorganismos presentes en el agua puede ser destruida hasta cantidades suficientemente bajas con dosis menores que 15.000 µW.seg/cm2 o 15 miliW.seg/cm2.

Existen diversos factores que afectan la efectividad germicida de las lámparas de UV:

1- El tipo de microorganismo
2- Sólidos disueltos en el agua
3- Material particulado en suspensión
4- Material orgánico disuelto y color del agua
5- Coeficiente de absorción de UV por el agua.
6- Vida de la lámpara (degradación natural)
7- Tensión (voltaje) aplicada.
8- Solarización del envoltorio de cuarzo de la lámpara.
9- Acumulación de películas y polvo en la superficie de la lámpara.
10- Incrustaciones y depósitos en la cámara de flujo.

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