3.2.6. ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO Y SUS COMPUESTOS

El dióxido de cloro y el ozono no ejercen acción alguna sobre el ion amonio.

Puede conseguirse la nitrificación en filtros secos, en presencia de hierro y manganeso. También puede conseguirse por aeración en torres de contacto que contengan puzolana, en las que se desarrollan bacterias nitrificantes si se añade una pequeña dosis de nutriente fosfatado.

Una preaeración en cabeza de un decantador que funcione sin precloración (puesto que el cloro es un veneno para las bacterias nitrificantes) o a la entrada de filtros que funcionen a poca velocidad, da lugar a una nitrificación parcial cuyo proceso puede completarse por reinyección en el suelo de un agua aireada de nuevo y recogida a continuac!ón, después de una percolación bastante larga.

3.2.7. ELIMINACIÓN DE ALGAS Y PLANCTON

A. Eliminación de algas.

Las algas se desarrollan especialmente, bajo la influencia de la luz solar, en depósitos abiertos, decantadores, piscinas, etc. El ácido carbónico libre es indispensable para su desarrollo.

Pueden eliminarse las algas, o limitar su proliferación, con sulfato de cobre (2 a 3 g/m3), o por una desinfección con cloro-cobre. Desgraciadamente el cobre es tóxico para los peces y no existe un tratamiento que elimine las algas sin perjudicar a los peces.

Puede limitarse la proliferación de algas reduciendo con cal el contenido del agua en CO asimilable.

Se. evita el desarrollo de algas no coloreadas, en las tuberías, por tratamiento del agua con cal, o por una desinfección cloro-cobre.

La cloración intermitente, en dosis masivas, constituye el procedimiento habitual para la protección de los circuitos de condensadores.

Por último, puede impedirse el desarrollo de algas en decantadores y filtros abiertos, por adición de unos gramos de carbón activo en polvo por m3. Su acción es debida al obstáculo que opone a la penetración de los rayos solares en el agua, pero, para que se produzca la coagulación con las algas microscópicas que pudieran encontrarse presentes en el agua bruta, es necesario efectuar al mismo tiempo una dosificación de cloro. Se encuentran actualmente en el comercio algicidas de uso reservado a las aguas industriales, especialmente sales derivadas del amonio cuaternario, pentaclorofenato sódico ciertos derivados organosulfurados.

B. Eliminación del plancton.

El plancton es el conjunto de pequeños organismos animales (protozoos gusanos, crustáceos, larvas, insectos, etc.) y vegetales (algas) que viven en suspensión en el agua. Sus dimensiones son muy variables y pueden estar comprendidas entre 1 micra y varios milímetros. Para eliminar el plancton, pueden utilizarse los siguientes procedimientos:

B 1. Microtamizado: puede efectuarse una filtración sobre un microtamiz si el agua sólo contiene algas y no presenta valores considerables de turbiedad, coloración, materia orgánica, etcétera.

El paso de malla de las telas debe adaptarse a las especies que se quiere eliminar; generalmente está comprendido entre 10 y 40 micras.

El microtamizado es eficaz, especialmente. con ciertas especies de algas verdes (Pediastrum, Scenedesmus, Coelastrum,. Cosmarium, etc.), de diatomeas (Asterionella, Melosira, etc.) de cianofíceas (Anabaena, Microcystis, etc.); con estas especies puede esperarse la eliminación de un porcentaje del 90 al 95 %; para el conjunto del fitoplancton, este cifra varía generalmente, a lo largo del año, entre el 50 y el 80 %.

Del zooplancton el microtamizado elimina especialmente los rotíferos, 1os crustáceos entomostráceos (copépodos, cladóceros) y los nemátodos.

En todos los casos, sin embargo, los elementos de reproducción (esporas o huevos según los casos) sólo se eliminan de forma imperfecta y el microtamizado para ser eficaz, debe ir seguido de una cloración.

Se utilizan microtamices para eliminación del plancton:


B 2. Oxidación: Todos los oxidantes desinfectantes (cloro, dióxido de cloro, ozono) destruyen el plancton si se mantiene un contenido residual suficiente durante un cierto tiempo (variable según las especies). Es necesario, sin embargo, prever a continuación un medio de retención mecánica para eliminar los residuos (corpúsculos muertos).


B3. Tratamiento completo: Si se quiere eliminar por completo el plancton, debe efectuarse conjuntamente una precloración (para matar los organismos anular su actividad en la arena de los filtros) y una coagulación:

- sobre filtro de arena, si el agua no tiene un contenido muy grande de plancton y materias en suspensión. La frecuencia de los lavados depende de la naturaleza, dimensión y abundancia de los diversos elementos del plancton. La velocidad de filtración está ligada a la frecuencia admisible para los lavados y al automatismo de los filtros. Cuando un agua tiene plancton1 es preciso ser prudente al elegir la velocidad de filtración;

- ajustada a la anulación del potencial Z, seguida de una decantación, preferentemente en un aparato de lecho de fangos concentrados, tipo PULSATOR, y de una filtración sobre arena, todo ello precedido de una precloración al punto crítico. Se ha comprobado que se produce siempre una eliminación del 98 al 99 % del plancton en el agua decantada y prácticamente del 100 % en el agua filtrada.

Con este último tratamiento pueden utilizarse velocidades de filtración grandes, consiguiéndose una seguridad de funcionamiento constante de los filtros, cualquiera que sea la abundancia del plancton.

3.2.8. ELIMINACIÓN DE MATERIAS ORGÁNICAS

La eliminación óptima de las materias orgánicas definidas por la medida de la oxidabilidad al permanganato potásico, constituye siempre el problema más delicado de resolver y el que exige la elección de los tratamientos más adecuados. Esta eliminación está limitada entre el 10 y 30 % del contenido del agua bruta, cuando se efectúa una oxidación química (aun con ozono), o una coagulación parcial sobre filtro. Con una buena coagulación-floculación-decantación pueden conseguirse rendimientos de eliminación del 40 al 70 %. inyectando, eventualmente, carbón activo en polvo en el decantador.

Puede conseguirse la eliminación de la mayor parte de la fracción restante por filtración a través de un filtro con precapa de carb6n activo en polvo, aplicada sobre placas o bujías, o por filtración sobre carbón activo en grano.

Se elimina así del 75 al 95 % de la fracción residual. En filtración con pre-capa, en la que el carbón activo se renueva en cada ciclo, el rendimiento de eliminación es constante, siempre que la naturaleza del agua lo sea igualmente. La duración de los ciclos es, por lo general, del orden de una semana, con una alimentación en continuo de carbón en polvo.

Tomando corno base solamente la eliminación de materias orgánicas. La duración de la vida del carbón en grano, antes de su saturación, es más corta que la correspondiente a la eliminación de detergentes, pesticidas y sabores. Este tiempo de duración es del orden de 3 a 9 meses, según la forma de empleo del carbón, el grado de trabajo adoptado, expresado en volumen de agua por volumen de carbón y por hora, y el valor mínimo tolerado del porcentaje de reducción de las materias orgánicas.

 

Fig. 427. - Conjunto de 8 filtros dobles, cargados con carbón activo en grano, para tatamiento de aqua de río. Caudal: 7 500 m3/h. LÚBECK (R. FA .).

La elección entre estos dos procedimientos depende de la presencia simultánea de contaminantes o microcontaminantes, de su naturaleza y del costo de eliminación.

Si el ciclo de trabajo de los filtros de precapa es corto, el consumo en carbón activo en polvo llega a ser prohibitivo y es más económica una filtración sobre carbón en grano, aunque no se obtenga una filtración tan afinada Igualmente, si es necesaria una adsorción con un tiempo prolongado de contacto, es más conveniente efectuar una filtración sobre lecho de carbón en grano de gran altura; es preciso no olvidar, sin embargo, que en el filtro de precapa el tiempo corto de contacto se compensa parcialmente con la finura del carbon en polvo, que aumenta su eficacia.

Debe establecerse un balance, teniendo en cuenta tanto la calidad que se obtiene como el costo de la operación.

3.2.9. DESODORIZACIÓN DEL AGUA

Se entiende por «desodorización» de un agua de abastecimiento, tanto la eliminación de los malos sabores como la de los olores, que son dos manifestaciones distintas de un mismo fenómeno.

A. Malos sabores en las aguas brutas

Generalmente, los sabores y olores desagradables de las aguas naturales, se deben a la presencia de cantidades muy pequeñas de líquidos segregados por algas microscópicas, especialmente por actinomicetos (Streptomices, Nocardia, Micromonospora, etc.), que se desarrollan en las aguas de superficie o en el fondo de los lagos y de los ríos, cuando se reúnen ciertas condiciones de temperatura y de composición química del agua. Este fenómeno está relacionado frecuentemente con el estado de contaminación del agua, la vida agrícola (corrientes de agua de lluvia después del abono de terreno, campañas azucareras. etc.) y las estaciones del año.

Los actinomicetos y algunas cianofíceas son los causantes de la aparición de sabores a fango, tierra, moho; se han identificado recientemente las sustancias que lo producen (geosmina, 2-metil-isoborneol),

Las algas dan al agua en la que se desarrollan, sabores y olores característicos de la especie predominante; se dice que tiene sabor a moho, a hierba, a geranio, a judías, a pescado, etc. Estos sabores, sin embargo, son mucho menos frecuentes que el sabor a fango.

Pueden liberarse también productos malolientes en la descomposición de vegetales o de materias orgánicas del suelo, en el desove de ciertos peces, en los vertidos industriales, etc. En este último caso, puede conocerse la industria contaminante efectuando tomas en el sentido ascendente de la corriente de agua.

Además de su clasificación cualitativa, todo mal sabor puede valorarse cuantitativamente diluyendo el agua que se está examinando con un agua de referencia, de sabor agradable y de salinidad parecida a la suya, hasta la desaparición del mal sabor: el umbral de degustación es igual a la inversa de la dilución a la que ha sido preciso llegar para obtener este resultado.

Un agua bien tratada deberá tener, por tanto, un umbral igual a 1, que expresa la ausencia de mal sabor. En algunos paises se practica una medida del olor; en Francia, se considera preferible situarse en las mismas condiciones de apreciación que el consumidor, aunque una medida del olor pueda ser, con frecuencia, más sensible.

La eliminación de sabores y olores se obtiene:

- por aeración, para eliminar especialmente el sulfuro de hidrógeno;

- utilizando un oxidante enérgico.

- El ozono tiene una gran eficacia. Sin embargo, puede suceder que el mal sabor sea debido a la presencia de varias sustancias al mismo tiempo; en ese caso, puede preverse un tratamiento en dos fases, por ejemplo, con carbón activo en polvo (simultáneo a la floculación-decantación) seguido de un afinado con ozono después de la filtración. A veces son necesarios los dos productos para conseguir una desodorizaci6n total.

La acción del ozono puede variar en función de la temperatura. Se observa que, para temperaturas inferiores a 5 ºC, la acción del ozono sobre los compuestos causantes de los malos olores es pequeña.

Por esta razón, cuando hay que tratar un agua de temperatura variable, interesa generalmente combinar la acción del ozono con la del carbón activo.

- Cloración, en dosis superior al punto crítico, seguida de eliminación del cloro residual.

- Empleo de dióxido de cloro.

- Utilización de permanganato potásico eventualmente combinado con carbón activo.

- Empleo de otros métodos como son el tratamiento con agua oxigenada y la filtración sobre dióxido de manganeso.

- con carbón activo.

Puede utilizarse solo, en polvo o en grano. El empleo de carbón activo en polvo adicionado en un decantador, en tanto que la dosis necesaria se mantenga dentro de ciertos límites (15 a 20 g/m3), es más económico que el del carbón en grano utilizado como material filtrante. Si el carbón activo en polvo debe añadirse, en algunos momentos, en dosis fuertes, o si no es suficiente para eliminar todos los sabores, puede obtenerse un buen resultado combinando la adición de una dosis menor, en un decantador, con una ozonización final que sirva, además, para la desinfección. El mayor interés de esta solución combinada, cuando es capaz de eliminar los sabores indeseables (lo que sucede normalmente), consiste en su gran elasticidad:

en períodos fríos, puede ser suficiente utilizar dosis de carbón en polvo pequeñas o aun nulas; como los sabores se intensifican normalmente con la temperatura, se aumenta la dosis de ozono hasta la capacidad máxima de la planta y, a continuación, se aumenta igualmente la dosis de carbón hasta hacer frente a las puntas de sabor. Con esto se limitan los gastos de carbón en polvo, utilizando de la mejor forma posible el gasto efectuado para la ozonización, que no puede reemplazarse, en su acción bactericida, por ningún carbón.

El costo de producción de 3 g de ozono, incluidos los gastos de amortización es comparable al precio de 10 g de carbón activo en polvo; por ello interesa utilizar el ozono como tratamiento de base, cuando se dispone de este elemento para la desinfección, y tomar el carbón activo en polvo como complemento.

Por último, si la combinación ozono-carbón activo en polvo no puede llegar a eliminar totalmente los sabores, o si para ello es necesario una dosis media de carbón superior a 20 g/m3, o no se dispone de ozono, puede ser interesante efectuar una filtración sobre carbón activo en grano, ya que el costo de inversión de éste puede amortizarse en unos años.

B. Malos sabores producidos por el tratamiento

El empleo de cloro o de ozono, debido a la formación de compuestos de adición o de sustitución, puede dar lugar a la aparición de malos sabores. En especial, la presencia de fenol, aun en estado de trazas, origina la formación de clorofenol que tiene un sabor medicinal.

Algunos sabores son debidos también a la combinación del cloro con ciertas materias nitrogenadas y a la formación de tricloruro de nitrógeno NCI3, de olor a geranio.

Para identificar el olor especial del tricloruro de nitrógeno en el agua, basta compararlo con el de una muestra preparada de la forma siguiente: en un frasco de 500 ml, se introducen 250 ml de agua destilada, a los que se añaden unos cristales de cloruro amónico y después agua de cloro en cantidad justamente suficiente para que una pequeña parte de la muestra, tratada separadamente con ortotolidina, dé inmediatamente una ligera coloración amarilla.

En estas condiciones, se obtiene siempre la formación de tricloruro de nitrogeno en menos de 15 mm, ya que el líquido se acidifica con el agua de cloro Los frascos utilizados para comparar estos olores deben mantenerse cerrados y lavados después de su uso con agua corriente para evitar todo riesgo de explosión del NCI3.

La formación de tricloruro de nitrógeno es más rápida con sustancias amoniacales que con materias albuminoideas. En este último caso, la duración de la reacción puede ser superior a las dos horas, Esto explica que un agua sin olor a la salida de una planta de tratamiento, pueda presentar olores en su distribución.

En todos los casos, la desinfección al punto crítico da el sabor mínimo La supercloración, seguida de una eliminación total del cloro residual, elimina totalmente el tricloruro de nitrógeno y, en gran parte, el clorofenol; sin embargo la eliminación química del cloro deja generalmente subsistir pequeños sabores medicinales que se evitan totalmente con un tratamiento con carbón activo.

El dióxido de cloro destruye eficazmente los clorofenoles, pero en mucho menor grado el tricloruro de nitrógeno.

Se obtiene una eliminación total de los sabores y olores debidos al tratamiento de cloración, mediante el empleo de carbón activo (estudiado en el párrafo anterior).

C. Malos sabores producidos en las conducciones

El sabor a clorofenol debido a la reacción del cloro con el alquitrán de hulla de las tuberías, desaparece normalmente con bastante rapidez.

El empleo, actualmente generalizado, de revestimientos interiores a base de alquitrán de petróleo o de betún, ha hecho desaparecer este problema. Aparecen, sin embargo, otros sabores producidos por bacterias o mohos muy difíciles de eliminar. Estos organismos se desarrollan únicamente en aguas pobres en oxígeno y ricas en nitrógeno amoniacal. Se impide, por tanto, su desarrollo con una aeración enérgica y manteniendo en el agua trazas de antiséptico cloro o cloraminas.

 

 

                                                                                                                                        

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