Tema 10: guía de control del agua. Desinfección del agua

Tema 10: guía de control del agua. Desinfección del agua

13/2/19

Ciclo de contaminación fecohidrica: el agua se puede contaminar por las heces de enfermos.

La turbidez tiene efectos negativos sobre desinfección ya que las aguas turbias no se desinfectan bien y ante de ser desinfectada debe pasar por el tratamiento de coagulación-floculación para eliminar la turbidez. Cuando se realiza la desinfección pueden quedar algunos subproductos (contaminación química) pero el riesgo de estos es mucho menor que la contaminación fecal.

Cuando se hace un tratamiento de coagulación floculación se eliminan partículas coloidales y a la vez microorganismos ya que su tamaño es similar. Pero, aunque se eliminen el 90% de microrganismos no es suficiente, para que la desinfección sea eficaz se deben eliminar 5 unidades logarítmicas.

En las aguas de consumo los procedimientos físicos de desinfección no tienen mucha importancia, pero si en la industria alimentaria.

La luz ultravioleta que nos interesa es la UVC por su longitud de onda ya que a 260 nm se afecta a los ácidos nucleicos de los m.o.

En la eficacia de la luz ultravioleta interfiere la turbidez, la materia orgánica, Fe, Mn.

Para que un desinfectante sea adecuado para desinfectar el agua de consumo debe reunir una serie de características, por ejemplo, es bueno que tenga acción residual por si a lo largo del proceso hasta que llega a los hogares se produce una contaminación, pueda seguir actuando.

La efectividad de un desinfectante depende del m.o. y del propio desinfectante

La eficacia de la desinfección va a depender de la concentración (C) del desinfectante y del tiempo (t) de actuación: producto concentración tiempo (C* t).

Los desinfectantes que se usan habitualmente son ozono, permanganato potásico, dióxido de cloro, cloro. Ejercen su acción oxidando la materia orgánica.

• Ozono: se genera a través de energía eléctrica y no produce subproductos (trihalometanos)
• Permanganato potásico: el permanganato después de oxidar la materia orgánica se reduce a oxido de manganeso que precipita y después se elimina por coagulación-floculación.
• Dióxido de cloro: se genera haciendo burbujear cloro gas en clorito sodico

14/2/19

Cloración, compuestos del cloro:

• El cloro gas al entrar en contacto con agua dan HClO y HCl. Se va modificando el pH
• También es usado el hipoclorito sódico (lejía): son soluciones alcalinas estabilizadas vendidas en botellas. En contacto con agua da HClO y NaOH y también influye en el pH

El RD 349/2003 indica que las lejías deben tener entre 35-100g/L de cloro activo. Debe poner que son aptas para la desinfección de agua de bebida y deben venir las instrucciones para obtener 3 ppm en el agua (mg/L) para por ejemplo lavar las verduras.

• El hipoclorito cálcico (vendido en polvo) en contacto con el agua da HClO y Ca(OH)2

Electrocloración:

Pasar cloruro sódico por electrodos: en el ánodo se forma cloro gas que con agua da HClO y HCl. Sale muy caro. Se usa en piscinas cubiertas, sobre todo.

Los más usados son cloro gas e hipoclorito sódico pero este último se vende menos porque es más difícil de dosificar.

El cloro gas es malo para las piscinas cubiertas porque produce gases de cloro que al respirarlo durante mucho tiempo puede dar problemas respiratorios.

El cloro activo es la capacidad oxidante que tiene la sustancia usada si lo comparo con el cloro elemental (cloro gas) que se toma como referencia. La desinfección se hace con el cloro activo.

El ion hipoclorito pierde 2 electrones cuando oxida, el hipoclorito sódico pierde 4 porque tiene 2 moléculas de hipoclorito, por tanto, corresponde a 2 moles de Cl2

70,9g es el PM del Cl2

143g --- 141,8g (casi todo es cloro activo por estequiometría)

230g --- 70,9g (en este caso hay menos capacidad de cloro activo, por estequiometría)

El ion hipoclorito tiene carga – y la pared de la bacteria también, por eso le cuesta atravesar la pared bacteriana y destruir a la bacteria, aunque al final lo hace. El ácido hipocloroso pasa fácilmente porque tiene carga neutra, por ello destruye más fácilmente los microorganismos al llegar al interior y destruir los aminoácidos.

Cloro residual libre (CRL): es cuando añadimos la sustancia elegida al agua. Se une a la materia orgánica y se forma cloro residual combinado (CRC). Cuando se da la desinfección (oxidación total de la materia orgánica), el cloro pasa a cloruro y queda en el agua.

CRL: puede estar como cloro gas, ácido hipocloroso e ion hipocloruro. La cantidad de uno u otro varía según el pH del agua. Más acido el pH desplaza la reacción hacia la formación de cloro gas. Si el pH es más alcalino (alto) la reacción va hacia la formación de ion hipocloruro.

Alrededor del ideal de pH del agua, la mayor parte está en capacidad de ácido hipocloroso, que es la que tiene mayor capacidad oxidante porque tiene mayor potencial redox. No se debe intentar bajar el pH para conseguir más ácido hipocloroso porque se alejaría del ideal de pH en el agua (6,5-9,5)

La formación de CRC: CRL con materia orgánica unidos forma cloraminas o compuestos orgánicos clorados (organoclóricos) que ambos son CRC. La reacción CRL ↔ CRC es reversible porque el enlace entre el CRL y la materia orgánica es muy débil (puentes H o Van der Waals).

Monocloraminas (1 molécula de Cl), di (2), tri (3), todas reversibles. Es de unión de materia (aunque sea inorgánica se une también a ella) con cloro. En el caso de las orgánicas en la diapositiva vienen las más importantes, como la monocloramina de aminoácido porque rompen los aminoácidos y por tanto las proteínas de los microorganismos. Estas también son reversibles.

No reacciones, sí la unión y que son reversibles

El gasto de cloro son reacciones de oxidación:

• La parte de cloro que reacciona con sustancias inorgánicas no se consideran desinfección y no son reversibles. Podría mejorar las características organolépticas del agua. Al calcular el gasto de cloro hay que tener en cuenta las sustancias inorgánicas.
• Con las orgánicas si se desinfecta.

Por cada CRL que añado se forman 2 cloruros. Es necesario añadirlo una vez tenemos el CRC porque no está aún desinfectada. Un cloruro es por el CRC y otro por el CRL. Se forman subproductos que no tienen efecto en el organismo.

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