DESINFECCIÓN DE AGUAS MEDIANTE PROCESOS CONVENCIONALES Y AVANZADOS DE OXIDACIÓN

TITULO:

DESINFECCIÓN DE AGUAS MEDIANTE PROCESOS CONVENCIONALES Y

AVANZADOS DE OXIDACIÓN

M.P. Ormad1, M. Lanao2, R. Mosteo1, J. Sarasa1, JL. Ovelleiro1

1 Dpto. Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente. Universidad de Zaragoza. Edificio Torres Quevedo C/ María

de Luna, 3. 50018 - Zaragoza

2Tragsatec. Residencial Paraíso, 4, 1º D. 50008 Zaragoza

mpormad@unizar.es

Resumen

El principal objetivo de esta Línea desarrollada por el Grupo de Investigación Calidad y

Tratamiento de Aguas de la Universidad de Zaragoza, es el estudio de tratamientos de

oxidación avanzada aplicables como alternativa o complemento a los procesos convencionales

de desinfección y dirigidos a la eliminación de bacterias indicadoras de contaminación fecal

presentes habitualmente en aguas naturales y residuales.

En concreto en esta comunicación se presentan resultados de inactivación de Clostridium

perfringens (células vegetativas y esporos) y Enterococcus sp., mediante cloración, ozonización

y fotocatálisis, investigando la sensibilidad y el comportamiento específico que presenta cada

organismo durante el tratamiento aplicado.

El estudio cinético demuestra que las poblaciones de Enterococcus sp. (cocos Gram+,

anerobios facultativos) presentan una mayor resistencia ante los procesos de oxidación

aplicados que Clostridium perfringens en su forma vegetativa (bacilos Gram+, anerobios

estrictos), siendo muy similar a la que presentan los esporos de este último indicador.

La cloración (3 mgCl2/l), es el tratamiento de desinfección más efectivo y rápido de todos los

aplicados; de los considerados como procesos avanzados de oxidación, la ozonización (3

mgO3/l), combinada con peróxido de hidrógeno (0.04 mM) es el que produce una mayor

mortandad bacteriana, seguida de otras formas de ozonización. Mucho menos efectiva es la

fotócatalisis con dióxido de titanio (1g/l), sobre todo en el caso de Enterococcus sp. El peróxido

(0.04 mM) y/o la radiación UV/VIS (500W/m2, λ>320nm), no tienen prácticamente capacidad

desinfectante ante estos microorganismos.

Palabras Clave: cloración, clostridium, desinfección, enterococcus, fotocatálisis, ozonización

Introducción

A efectos del Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios

sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, un agua se considera “apta para

consumo humano” cuando no contenga ningún tipo de microorganismo, parásito o sustancia, en

una cantidad o concentración que pueda suponer un riesgo para la salud humana. En

consecuencia, los contaminantes de tipo biológico presentes habitualmente en las aguas

naturales que van a ser utilizadas para el abastecimiento a poblaciones deben ser eliminados

en las estaciones de tratamiento de aguas potables (ETAPs), con el fin de asegurar que

cumplen los requisitos mínimos de calidad establecidos en dicha normativa.

El cloro es el desinfectante que se ha utilizado históricamente en el tratamiento de aguas; sin

embargo, en 1974 Rook y Bellar descubren que tras clorar aguas naturales se forman

subproductos organoclorados nocivos para la salud humana. Posteriormente, se detectan

patógenos y otros contaminantes químicos con alta resistencia al cloro a las dosis que

habitualmente se utilizan en la línea de tratamiento convencional en una ETAP. Es por ello que

se desarrollan los Procesos de Oxidación Avanzada (POAs), técnicas basadas en la generación

de especies reactivas del oxígeno (ROS), especies altamente reactivas y de ataque poco

selectivo, que son capaces de mineralizar los contaminantes incluso los más refractarios y de

desinfectar el agua.

Dentro de este marco, el principal objetivo de esta Línea desarrollada por el Grupo de

Investigación Calidad y Tratamiento de Aguas de la Universidad de Zaragoza, es el estudio de

tratamientos de oxidación avanzada aplicables como alternativa o complemento a los procesos

convencionales de oxidación y dirigidos a la eliminación de contaminación orgánica y

microbiológica. Estos procesos los han aplicado tanto a la eliminación de Sustancias Peligrosas

[Ormad et al., 1996, 1997, 2001, 2010; Cortes et al., 2000; Consejo et al., 2005; Sarasa et al.,

2006; Mosteo et al., 2009, 2010a; Durango et al., 2010; Sarasa et al., 2011, Miguel et al., 2012],

en la reducción de la contaminación por materia orgánica no peligrosa [Mosteo et al., 2006,

2007, 2008a, 2008b; Lucas et al., 2009], como más recientemente en el control de la

contaminación microbiológica [Ibarz, 2008, Lanao et al., 2008, 2010, 2012ª, 2012b; Rodríguez-

Chueca, 2011a, 2011b, 2012], tanto de aguas naturales como de residuales.

En concreto en esta comunicación se presentan resultados de inactivación de bacterias

indicadoras de contaminación fecal presentes habitualmente en aguas naturales y residuales

como son Clostridium perfringens (células vegetativas y esporos) y Enterococcus sp., mediante

cloración, ozonización y fotocatálisis, investigando la sensibilidad y el comportamiento

específico que presenta cada organismo durante el tratamiento aplicado.

Materiales y Métodos

Las muestras utilizadas para este estudio proceden mayoritariamente de aguas superficiales del

Canal Imperial de Aragón, que abastece a la ciudad de Zaragoza. La concentración media de

los indicadores bacterianos Enterococcus sp. y Clostridium perfringens (C.P.) es de

aproximadamente 100 UFC/100 ml.

Con el fin de aumentar su concentración y poder de esta manera aplicar tratamientos de

desinfección, las muestras de agua se fortifican utilizando cepas aisladas a partir de casos

clínicos o de aguas residuales contaminadas, hasta alcanzar concentraciones finales de 108

UFC/100 ml, en el caso de Enterococcus sp. o células vegetativas de Clostridium y de 103

UFC/100 ml, en el caso de esporos.

El análisis de Enterococcus sp. y Clostridium se lleva a cabo utilizando las normas UNE-EN

7899-2:2000 y UNE-EN 26461-2, respectivamente. El coeficiente de variación de los métodos,

expresado en unidades logarítmicas, es de 2-4% y de 3-10%, en el análisis de Clostridium y

Enterococcus sp., respectivamente.

Las muestras de agua fortificadas con las bacterias se someten a tratamiento de cloración (3

mgCl2/l), así como a otros procesos avanzados de

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