Cloración en los procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas

Cloración en los procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas

22/01/2015

Cloración en los procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas



Autor: Microlab Industrial

Blog: www.microlabindustrial.com

Todo sobre el uso y recomendaciones para la desinfección del agua residual tratada

 
El cloro en sus múltiples formas ha sido usado durante mucho tiempo con propósitos de sanitización del agua, al punto que en la percepción común de la gente es sinónimo de inocuidad bacteriana o incluso de agua potable. En este post veremos el otro ámbito en el que se usa, con fines similares pero circunstancias muy diferentes: el tratamiento terciario del agua residual.
 
El cloro en sí es un gas de tono amarillento y sumamente irritante para las mucosas, al grado que la exposición directa a este por unos minutos puede ser letal. Aplicar el gas cloro directamente al agua puede ser económico por el costo del insumo, pero por los riesgos de manipulación requiere equipo de seguridad y procedimientos sofisticados que sólo lo hacen práctico a gran escala.
 
Si se bombea gas cloro en el agua y permanece en contacto con ella se generarán el ion hipoclorito y el ácido hipocloroso, ambos capaces de oxidar y corroer la materia orgánica y los microorganismos. El ácido hipocloroso tiene mayor poder desinfectante que el ion hipoclorito por lo que elimina patógenos más variados y en menos tiempo. La proporción de ácido hipocloroso e hipoclorito que existe en el agua depende del pH. A pH de 7,5 los dos coexisten en proporción similar: a pH menor predomina el ácido hipocloroso y a pH mayor, el ion hipoclorito.
 
La rapidez y efectividad de acción del cloro dependen del pH
 
 
A pequeña escala y en la vida diaria se suele añadir cloro al agua en forma de hipoclorito de sodio (como comúnmente se consigue en los supermercados). Para albercas también se añade cloro en forma de ácido tricloroisocianúrico (TCCA).
 

 

Consideraciones al momento de clorar el agua 

 
Tras una búsqueda rápida en la red puede averiguar que una solución de cloro puede matar una población entera de E. coli en poco más de un minuto, lo que es posible en agua cristalina. Sin embargo en agua residual, la desinfección es más complicada y el cloro necesita más tiempo para reaccionar. Algunos factores que influyen en ello son:
 
  1. El agua residual doméstica contiene materia orgánica en buena cantidad que también es susceptible de oxidarse. El cloro no discrimina entre bacterias y materia orgánica corriente, así que reaccionará y se consumirá con ambos: si la materia orgánica abunda, el cloro se desperdiciará reaccionando con ella y una cantidad significativa de bacterias sobrevivirá para hacer sentir su presencia en el resultado de coliformes fecales.
  2. Los sólidos suspendidos representan una barrera física: si los microorganismos están resguardados en el interior de las partículas suspendidas, el cloro tardará en penetrar a través de las ellas para poder matar a los patógenos, y eso si es que persiste en el agua por el tiempo suficiente.
  3. La radiación ultravioleta de la luz solar cataliza la conversión de las formas activas de cloro en ion cloruro, por lo que una parte del cloro se consume sin reaccionar.
  4. Una parte del cloro añadido al agua termina por difundirse a la atmósfera como cloro gaseoso por lo que se pierde sin reaccionar. 
 
Entonces, si hay cloro en el agua residual tratada al momento del muestreo de la descarga, ¿se garantiza la ausencia de patógenos en el análisis microbiológico? de acuerdo a los puntos anteriores, la respuesta que debe esperar es no. Para asegurar un agua desinfectada hace falta tomar en cuenta factores como el tiempo de exposición, condiciones del agua, etc.
 
En la descarga a un cuerpo receptor, el agua descargada se mezclará con más agua, y ya sea por la dilución o por reacción con otras sustancias la concentración de cloro decae y las bacterias viables pueden sobrevivir y proliferar: en el muestreo del agua se simula esta situación neutralizando el cloro de la muestra con una pastilla de tiosulfato en la bolsa estéril.
 
 
No espere la misma rapidez y eficacia de desinfección  en agua cristalina que en agua residual
 
Al tomar la muestra de un agua residual tratada y clorada, el personal del Microlab Industrial medirá el cloro del agua con un kit comercial incluso cuando su análisis no haya sido solicitado. ¿Le genera consecuencias legales? No: la medición con kits comerciales de campo no es un método acreditado por ema ni aprobado por Conagua. La realizamos para tener información adicional que es útil en la medición de otros parámetros: por ejemplo, para analizar la DBO, es importante saber si hay cloro en las muestras de agua residual tratada, ya que de ser así es necesario suprimirlo para que puedan crecer los microorganismos que consumirán el oxígeno. Otro ejemplo es que una estimación del cloro residual en el agua puede ayudar en las pruebas microbiológicas a escoger las diluciones de la muestra más apropiadas.
 
En caso de que usted desee un análisis acreditado de cloro residual, puede solicitarlo explícitamente a Microlab Industrial. Éste es un análisis volumétrico de laboratorio empleando material y reactivos trazables.
 

 

Recomendaciones para obtener mayor provecho del cloro 

 

Perfeccione sus tratamientos primario y secundario
 
Como todos los tratamientos terciarios, el cloro sirve mejor cuando se parte de agua intermedia de buena calidad (baja en materia orgánica y sólidos suspendidos). A peor calidad, más cloro requerido, mayor gasto y se pierde la garantía de tener agua sin patógenos. Perfeccione sus tratamientos primario y secundario.
 
 
 
 

Considere el pH del agua descargada en el tiempo de contacto estimado
 
Si su agua tiene un pH alto, deberá prolongar el tiempo de contacto del agua con el cloro o añadir mayor cantidad. Si su pH es significativamente alto, le convendrá algún proceso de neutralización previo o algún método de desinfección alternativo. Considere el pH del agua descargada en el tiempo de contacto estimado.
 
 
 
 
Maneje una dosificación constante y uniforme
 
Mantener una concentración constante de cloro puede ser un reto si el gasto descargado de agua residual es variable. Un sistema clorado controlado por bucle de retroalimentación con el medidor de flujo es ideal: si las variaciones instantáneas de gasto pueden ser grandes, considere añadir un tanque de ecualización a la salida del tratamiento secundario.
 
Una bomba de cloro pulsante que opera a muy poco porcentaje de su capacidad ocasionará un nivel errático de cloro en el efluente, por lo que en este caso es más recomendable diluir el concentrado de cloro para que la bomba pueda operar a pulsos más frecuentes. Maneje una dosificación constante y uniforme.
 

 

Métodos alternativos de desinfección del agua tratada

 
A pesar de que el cloro suele ser sinónimo de desinfección, cuenta con sus desventajas: a concentraciones altas es irritante, las cloraminas que genera tienen el olor típico de albercas y pueden ser irritantes, en reacción con la materia orgánica dejan subproductos organoclorados como los trihalometanos que pueden representar un riesgo a la salud y pueden dañar la flora y fauna en contacto con el agua tratada. Por estos motivos, se han desarrollado una serie de alternativas que pueden colocarlo en la vanguardia del tratamiento de aguas:
 
  • Ozono. El gas ozono tiene mayor efecto germicida, sus subproductos son menos perniciosos en virtud de no ser halogenados y desaparece mucho más rápidamente. Su instalación requiere una fuente de aire u oxígeno puro y de alta calidad, por lo que necesitará filtros de aire o proveerse de tanques especializados.
  • Radiación UV. De acción local e instantánea, tampoco deja residuos o subproductos así que es ideal para agua en contacto con personas, flora o fauna; sin embargo, exige que el agua a desinfectar tenga una turbiedad y contenido de sólidos bajos para actuar apropiadamente y requiere mantenimiento frecuente de las lámparas.
  • Dióxido de cloro. La artillería pesada de los desinfectantes, el dióxido de cloro es un gas generado in situ que ataca a los microorganismos como tal sin convertirse en ácido hipocloroso e hipoclorito. Ataca con preferencia a los patógenos sobre la materia orgánica. tiene mayor capacidad para difundirse en sólidos suspendidos y filmes y genera menos subproductos tóxicos que el cloro. Su precio es más elevado.
 
El proceso de desinfección tiene retos que pueden hacerlo parecer complicado o difícil de dominar, pero con una inspección más profunda y un acercamiento metódico puede lograr un agua que tenga calidad microbiológica consistente.
 
 

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Comentarios Publicar comentario
23/08/2017
Ing. Carlos Enrique Ortiz Uribe escribió:
definitivamente el uso de dióxido de cloro, es mas caro que el hipoclorito de sodio. Sin embargo, a primera vista se puede decir que si definitivamente la inversion es mayor, pero al mediano y largo plazo esta inversión se vuelve menor que si se continuara usando el hipoclorito de Na, debido a los beneficios que reporta tales como: No hay corrosividad, no se forman subproductos cancerigenos, mas efectivo que el hipoclorito. Aquí lo importante es determinar en que parte del proceso es recomendable poner el dióxido de cloro para aprovechar al máximo su poder desinfectante, esto solo se decide, cuando se miden los mV de ORP que tiene el agua.

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