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14/09/2022

La desinfección de efluentes con tratamiento terciario: Conseguir la correcta dosificación eficiente de oxidantes químicos y asegurar la calidad microbiológica requerida para la reutilización de aguas



 
El tratamiento terciario de las aguas residuales depuradas debe permitir asegurar las distintas calidades sanitarias que exige el Real Decreto 1620/2007, que fija los niveles analíticos y frecuencias de muestreo de microrganismos indicadores de patógenos.
 
El uso no-potable de aguas regeneradas es seguro y extendido en nuestro país con un interés creciente, siendo un recurso adicional en la planificación del ciclo integral del agua en los entornos urbanos.
 
Uno de los métodos de desinfección más comúnmente extendido es la dosificación de oxidantes químicos derivados del cloro. Esta etapa del tratamiento, como otras en los terciarios, ha sido debidamente adaptada a partir de los esquemas de tratamiento típicamente utilizados en potabilización de aguas.
 
Sin embargo, la matriz del agua regenerada es distinta con presencia importante de materia orgánica particulada y en disolución, además de nutrientes, lo que plantea retos técnicos de proceso al incrementar la demanda de oxidante, mayor y más variable comparado con las aguas de origen natural superficiales o subterráneas.
 
Por este motivo, los equipos de medición de la concentración de oxidante activo deben estar preparados para dar respuesta a reacciones diferentes, más complejas y lentas al mismo tiempo que deben ser fiables frente un agua más incrustante, con mayor posibilidad de crecimiento biológico.
 
La combinación del hipoclorito añadido al agua regenerada genera diversas especies de cloro combinado (organoclorados y cloraminas). Solo cuando se alcanza el “Break Point” y toda la materia combinable ha sido oxidada por el cloro, es posible medir de forma estable la concentración de cloro libre. Este proceso oxidativo, que es bien conocido en la desinfección de agua potable, no se puede aplicar de la misma manera en el agua regenerada ya que obligaría a dosificaciones elevadas de cloro para oxidar toda la materia orgánica que se encuentra en la matriz del agua depurada.
 
  
Por esta razón, la dosificación de cloro en el tratamiento terciario responde a criterios empíricos de cada planta, establecidos con la constatación de la reducción de la carga microbiológica, con dosis limitadas a pocas ppm que sin embargo hemos de ser capaces de medir de forma precisa para evitar el exceso o déficit de dosificación.
 
A diferencia de la norma de aguas para consumo humano, la normativa de calidad para el agua regenerada no exige una concentración mínima de cloro residual libre, sino que fija la calidad microbiológica necesaria en el resultado propio del recuento de microorganismos indicadores (unidades formadoras de colonias de E. coli) en placa según las frecuencias establecidas. Este método de control obliga a establecer una operativa en la instalación que permita asegurar los resultados de recuento en cada muestreo.
 
Por este motivo es una práctica común el asegurar la desinfección del agua mediante la medición de una concentración mínima de cloro libre en el agua regenerada que asegure una desinfección en la red de distribución hasta el punto de uso en cuestión con la finalidad también de prevenir cualquier recrecimiento microbiológico.
 
El uso directo de equipos de medición procedentes del tratamiento de aguas potables en desinfección de aguas residuales como las sondas amperométricas con sensor encapsulado que usan electrolito y membranas ha causado en multitud de casos dificultades en el control del proceso e incluso una sensación generalizada entre los profesionales del sector de que éstos no son fiables, siendo sustituidos otras mediciones indirectas como el potencial Redox o por estrategias de control fijas o proporcionales al caudal que no responden a las necesidades reales del proceso, sacrificando eficiencia y en la mayoría de casos, sobredosficando el agua con productos químicos que pueden generar subproductos y riesgo químico derivado.
 
Los sistemas Krypton de Kuntze, que teqma propone, han sido meticulosamente diseñados para trabajar con fiabilidad en las aplicaciones más complejas.
 
 
El uso de un nuevo sensor potenciostático, abierto, en contacto directo con el agua, sin uso de membranas ni electrolitos plantea numerosas ventajas entre las que se destaca: sistema fiable que no se ensucia ni incrusta en aguas complejas con presencia de sólidos en suspensión, mínimas necesidades de mantenimiento, tiempo de servicio y coste de consumibles, sin despolarización por ausencia de desinfectante (concentración 0ppm), etc.
 
 

Experiencia de control de desinfección en regeneración de aguas en una planta depuradora del Consorci Besós Tordera

 
El tratamiento de regeneración de aguas para usos internos de esta EDAR dispone de la combinación de desinfección física por radiación UV además de desinfección química por dosificación de hipoclorito sódico, con el objetivo de proporcionar una desinfección de amplio espectro con garantías.
 
Sin embargo, debido a la complejidad de la aplicación y la producción discontinua de agua, almacenada en depósitos para su posterior uso puntual en mangueras y otros puntos de la planta de tratamiento plantea retos técnicos que el sensor potenciostático abierto de Kuntze han resuelto.
 
En este sentido, las reacciones de combinación del cloro con los compuestos presentes en el agua pueden propiciar periodos de tiempo en el que la concentración de cloro libre sea prácticamente inexistente.
 
Esta situación de ausencia de la especie a medir afecta negativamente a ciertos tipos de sensores convencionales que requieren una mínima presencia para el funcionamiento electroquímico del sensor para evitar el proceso denominado “despolarización” por el que se dañan los sensores amperométricos limitando posteriormente su fiabilidad y robustez en la medición y consiguiente dosificación.
 
Es común entonces que se requieran constantes cambios de consumibles como membranas y gel electrolítico, así como frecuentes calibraciones con métodos de referencia poco precisos y representativos como el uso del reactivo DPD.
 
 
Tras un periodo de validación de los equipos Kuntze, se demuestra la correcta medición de estos equipos sin derivas ni efectos adversos por incrustación/ensuciamiento. Además, los sensores son calibrados en fábrica por lo que no requieren de calibraciones iniciales ni de seguimiento.

 
 

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