3.3.10. ELIMINACIÓN DE MICROCONTAMINANTES

Los tratamientos anteriores eliminan la mayor parte de los contaminantes y microcontaminantes más corrientes. Se tienen en cuenta ahora los contaminantes y microcontaminantes cuya destrucción requiere una atención especial: fenoles, hidrocarburos, detergentes y pesticidas.

A. Fenoles y compuestos fenólicos

Los tratamientos mecánicos o por coagulación no tienen efecto sobre los fenoles. La filtración lenta no los elimina totalmente.

Un medio de lucha contra el sabor a clorofenol es el tratamiento con dióxido de cloro; pero si el contenido en fenol es variable o elevado, será necesario, para una seguridad de tratamiento, emplear dosis en exceso de dióxido de cloro, con el riesgo de introducir en el agua contenidos demasiado fuertes de clorito sódico. En ese caso, debe recurrirse al ozono o al carbón activo.

• Acción del ozono: el ozono destruye el fenol y los compuestos fenólicos siempre que las dosis que se empleen sean función de los tratamientos precedentes, del pH, de la naturaleza de dichos compuestos y de la concentración final deseada.

El pH tiene una gran influencia en la dosis de ozono que debe utilizarse: esta se duplica si el valor del pH baja de 12 a 7.

En la zona de valores de pH que corresponden al funcionamiento normal de las instalaciones de tratamiento de agua potable (7 a 8,5), el consumo de ozono por gramo de fenol eliminado es máximo. Las dosis de ozono varían según se trate de fenol puro, muy poco frecuente, de di o trifenoles, de cresoles o de naftoles y según que estos cuerpos se encuentren unidos a otros compuestos como los tiocianatos, sulfuros, etc. La dosis correcta sólo puede fijarse mediante un ensayo. Generalmente es del orden de cuatro veces el valor del contenido en compuestos fenólicos presentes, expresado en fenol puro.

Para la oxidación de los fenoles, no se necesita un tiempo de contacto prolongado. Con el empleo de ozono puede combinarse su eliminación con la desinfección total del agua a tratar, en tanto que la concentración de fenol se mantenga reducida.

• Acción del carbón activo: el carbón activo en polvo, aun después de una precloración, reduce el contenido en fenoles, de una forma más o menos completa, según su naturaleza, la dosis y el tipo de carbón y la concentración del medio.

Si se quieren eliminar totalmente los fenoles, es necesario efectuar una filtración sobre carbón activo en grano.

En general, los fenoles son adsorbidos fácilmente por los distintos carbones en granos, aun después de agotados por materias orgánicas.

• Combinación ozono-carbón activo: la combinación ozono-carbón activo sólo se prevé en el caso de que puedan producirse puntas importantes del contenido en fenol. En este caso, el empleo sólo de ozono puede resultar insuficiente en los momentos de máxima concentración, y no sería lógico sobredimensionar la instalación de ozono cuando basta efectuar, en este caso, una inyección en el decantador de carbón activo en polvo.

La combinación ozono-carbón activo en granos sólo será de interés si se presentan cantidades fuertes de fenol durante períodos relativamente prolongados.

B. Hidrocarburos

Aparte de los vertidos accidentales que pueden paralizar temporalmente una instalación, las películas de hidrocarburos que sobrenadan se eliminan generalmente en la toma de agua y las trazas que pasan a la planta de tratamiento se retienen por coagulación-floculación decantación y filtración sobre arena.

Si estos hidrocarburos dan sabor al agua, puede eliminarse éste, introduciendo carbón activo en polvo en el decantador, en dosis pequeñas (5 g/g de hidrocarburos). Con una filtración final sobre carbón activo en grano, se obtendrá una eliminación total.

En términos generales, el carbón activo es el material más conveniente para la eliminación de hidrocarburos de cadenas saturadas, cuyas moléculas de gran tamaño son poco solubles y difícilmente atacables por el ozono.

El ozono destruye totalmente los hidrocarburos policíclicos del tipo 3-4 benzopireno, sospechosos de ser cancerígenos en presencia de otros compuestos, como son los detergentes.

C.Detergentes

En general, los detergentes no se eliminan con un tratamiento clásico por coagulación-floculación, decantación y filtración. Tampoco la precloración tiene efecto sobre la degradación de estos productos. Es preciso recurrir a la formación de espuma, al ozono, o al carbón activo.

• Eliminación por formación de espuma: se emplea esta técnica cuando el contenido en detergentes es fuerte y quiere reducirse por debajo del umbral de formación de espuma (aproximadamente 0,3 a 0,4 g/m³).

Se inyectan para ello grandes cantidades de aire, bajo un espesor pequeño de agua; debe efectuarse, además, un tratamiento complementario de las espumas concentradas, por evaporación, o con carbón activo. Conviene conocer el contenido en fosfatos del agua tratada y reducirlo si es necesario.

• Acción del ozono: el ozono descompone en gran parte los detergentes no biodegradables si se utiliza en las dosis necesarias, que normalmente son, fuertes cuando el contenido que debe eliminarse es elevado.

Se observa una primera fase en la que la cantidad de ozono que debe emplearse varía en forma logarítmica en función de la reducción del contenido en detergente.

Si C es la concentración del detergente obtenida por adición de una dosis de ozono a un agua con una concentración inicial C₀,el valor de x obedece a la ley:

en la que el coeficiente "a" varía según la naturaleza de los detergentes y de otros compuestos de los que pueden encontrarse trazas en el agua.

Para reducir en un 50 % el contenido en detergentes aniónicos no biodegradables, es necesario utilizar dosis que varían entre 1,5 y 3 g de ozono por m³ de agua.

Una vez alcanzado un cierto grado de eliminación (70 a 95 % según los casos) se comprueba la presencia de un contenido residual de detergentes que no puede destruirse. Este contenido residual, sin embargo, es siempre inferior a los valores que pueden considerarse excesivos por sus efectos indirectos.

Fig. 428.

No influyen sobre la dosis de ozono ni el tiempo de contacto ni la inyección en varias fases.

La adición de cloro antes de la ozonización no reduce la cantidad de ozono que debe dofisicarse.

• Acción del carbón activo: el carbón activo elimina los detergentes duros por adsorción. Su poder de retención es mucho más elevado para los detergentes que para los fenoles (2 a 5 veces, según los carbones), para una misma concentración final en el equilibrio. Se utiliza, generalmente, carbón activo en polvo inyectado en la fase de decantación en la que el pH no desempeña un papel importante. Pueden conseguirse reducciones del 50 % del contenido en detergentes con dosis de 12,5 a 25 g/m³ de agua, según la naturaleza de los detergentes y el tipo de decantador utilizado (estático o de lecho de fangos concentrados en carbón).

Aunque teóricamente pueden obtenerse reducciones superiores al 90 % con carbón activo en polvo, en la práctica no es necesario llegar a estos resultados, los cuales, por otra parte, exigirían el empleo de dosis muy fuertes (40 a 80 g/m³), no económicas.

Cuando el contenido en detergentes es muy fuerte, debe recurrirse a una filtración sobre carbón activo en grano.

• Acción combinada del ozono y del carbón activo: Puede ser interesante combinar el carbón activo en polvo con el ozono si los contenidos en detergentes presentan puntas de fuerte concentración o si se quiere llegar a un contenido residual muy pequeño (el umbral de percepción es aproximadamente 0,01 mg/l).

Este esquema de tratamiento sólo puede admitirse si no se necesitan dosis fuertes de carbón activo en polvo durante períodos largos. En caso contrario, es más económico el empleo único de carbón activo en grano.

En realidad, las combinaciones carbón activo-ozono no se justifican generalmente por la sola presencia de detergentes en el agua, sino por la presencia simultánea de otros contaminantes o microcontaminantes.

D. Pesticidas

El tratamiento clásico por floculación-decantación y filtración es ineficaz para el conjunto de pesticidas, a excepción del DDT que se elimina parcialmente.

La filtración lenta tiene un efecto limitado sobre algunos pesticidas. Como tampoco elimina todos los fenoles ni todos los detergentes, no puede considerarse como un procedimiento moderno de afino.

• Acción del cloro, del dióxido de cloro y del permanganato potásico: el cloro y los peróxidos no actúan sobre los pesticidas dorados. El permanganato ataca parcialmente a algunos (como el lindane). Por el contrario, hay herbicidas (compuestos orgánicos) que se degradan fácilmente con el cloro, el dióxido de cloro y el permanganato. Estos oxidantes no son suficientemente eficaces frente al conjunto de pesticidas presentes en las aguas de superficie
• Acción del ozono: unos pesticidas son poco sensibles al ozono(Dieldrine, HCH, ...); otros, organoclorados, como el Aldrine, se destruyen con dosis de 1 a 3 g/m³, si su contenido corresponde al que generalmente se encuentra en las aguas de superficie.
• Acción del carbón activo: El verdadero procedimiento de eliminación de los pesticidas consiste en el empleo de carbón activo, tanto si se utiliza en forma de polvo, como en grano. Ni el pH, ni la temperatura, parecen afectar de forma marcada al grado de eliminación.

• Con carbón activo en polvo, utilizado en una dosis máxima de 20 g/m³, se eliminan los sabores producidos por la mayoría de los pesticidas normales. Con algunos productos (DDT), se obtiene ya una buena reducción con una dosis de 5 g/m³, y en el caso del Aldrine y el Dieldrine, se obtiene una reducción del 99 % con una dosis de 10 g/m³.
• Con carbón activo en grano, se llegan a reducir los pesticidas hasta un contenido de trazas.

E. Metales pesados

Acción de los coagulantes: la coagulación con sulfato de aluminio sólo elimina muy bien la plata, el plomo y el cobre, reduce aproximadamente en un 50 % el contenido de vanadio y de mercurio, y reduce sólo en un 10 % el de cinc. Por lo que se refiere al níquel, al cobalto, al manganeso y al cromo, no experimentan reducción alguna mediante el tratamiento de coagulación.

• Acción del carbón activo en polvo: las dosis que normalmente se utilizan (20 g/m.3) son poco eficaces para la eliminación de metales pesados. Sería necesario adoptar dosis de tratamiento mucho mayores.

• Acción de la filtración a través de arena: cuando, mediante la coagulación con sulfato de aluminio, se obtiene una reducción correcta, la filtración a través de arena lleva a contenidos prácticamente nulos por lo que respecta a la plata, el mercurio y el cobre. Por el contrario, el manganeso, el cromo, el cadmio, el vanadio y el cobalto no varían prácticamente. Por último, el contenido en cinc y en níquel se reduce sobre todo en presencia de cloro.
• Acción de la filtración a través de carbón activo en grano: después de una filtración a través de carbón activo en grano, se obtiene una reducción suficiente de los iones indeseables o tóxicos. La plata y el mercurio se eliminan por completo, y los contenidos de plomo, cobre... son inferiores al nivel aconsejado por a reglamentación en vigor.
• Acción de la cloración: en unión de la coagulación, la filtración a través de arena y la filtración a través de carbón activo en grano, la cloración mejora la eliminación de metales pesados, especialmente cuando la dosis de cloro utilizada es ligeramente superior a la correspondiente al punto crítico.

F. Conclusión

Se deduce de todo lo expuesto que la eficacia del tratamiento clásico y de la filtración lenta en la eliminación del conjunto de microcontaminantes es muy limitada.

El medio más eficaz de lucha es el carbón activo, que puede emplearse unido o no al ozono.

• El carbón activo solo no es suficiente para eliminar todo tipo de contaminación (algunos cuerpos lo atraviesan sin ser adsorbidos). La elección entre el carbón en polvo y el carbón en grano, así como la del tipo que debe utilizarse está relacionada con la naturaleza de la microcontaminación, con las exigencias que se fijen en el agua tratada, y con las posibilidades de regeneración del carbón.

• Con el ozono solo se consiguen resultados que no pueden obtenerse con el carbón activo, especialmente en su acción desinfectante.

La combinación de estos dos productos parece ser actualmente la mejor solución en un proceso de afino; deberá estudiarse con la mayor atención, en cada caso, en función de las condiciones técnicas y económicas.

Cuando una estación de tratamiento está equipada con una desinfección por ozono y una instalación de afino con filtros de carbón activo, no pueden darse unas reglas generales sobre la colocación de estos filtros con relación a los ozonizadores.

Puede parecer conveniente la colocación de los filtros de carbón activo después de la ozonización, con el fin de retenerlos productos de oxidación que resulten de la acción del ozono y prolongar la duración de vida del carbón; sin embargo, es más razonable, desde el punto de vista sanitario, situar la ozonización al final de la cadena de tratamiento, especialmente cuando se quiere asegurar con la esterilización la eliminación de los virus. Una tercera solución consiste en intercalar la filtración sobre carbón activo entre dos inyecciones de ozono.

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