El Ozono en el Tratamiento del Agua
En este apartado establecemos un enfrentamiento ozono/cloro,
dado que es el cloro el elemento más usado como agente en la desinfección
del agua potable en todo el mundo. En general, ambos elementos realizan
la misma misión: tratamiento del agua por oxidación química (destrucción
de gérmenes patógenos). Normalmente constituye la etapa final de
otros tratamientos: almacenamiento, filtración, floculación,...
En esta última etapa de tratamiento por oxidación se han venido
utilizando como elementos desinfectantes el cloro y sus derivados,
bromo, yodo y ozono, permanganato potásico e incluso agua oxigenada.
De todos ellos, tan sólo se ha generalizado a nivel de uso mundial
el cloro y sus compuestos. Ahora bien, es evidente que el olor y
sabor que permanecen después del tratamiento del agua con cloro
son desagradables, e incluso puede resultar nocivo para la salud.
El ozono, dado que es el mayor oxidante conocido después del flúor,
es más rápido en su actuación, pero además es inodoro e insípido
y no se le conocen derivados que puedan ser perjudiciales para la
salud. Además, el ozono es el oxidante más potente que puede producirse
industrialmente de forma económica.
Las razones por
las que se ha divulgado y generalizado el uso del cloro frente al
ozono han sido:
- El precio, al ser más barato en principio una instalación
de cloro que de ozono.
- La fuerte inestabilidad del ozono, al ser los antiguos métodos
de generación complicados y muy costosos.
OZONO vs. CLORO
Aunque el cloro es el agente más usado en la desinfección del agua
potable, el uso del ozono para este menester ha sido continuo en
Francia durante los últimos cien años, y posteriormente se ha extendido
a Alemania, Holanda, Suiza y otros países de Europa, y más recientemente
en Canadá y EE.UU.
Especialmente estos últimos años se viene cuestionando la validez
del cloro como desinfectante de aguas potables, no por su reconocido
poder bactericida, sino debido a la formación de compuestos indeseables
en las aguas cloradas:
- Si las aguas a tratar contienen Nitrógeno orgánico o amoniaco
libre, se forman cloraminas que producen olores
en el agua. Se está barajando la posibilidad de que sean agentes
cancerígenos.
- Si las aguas contienen pequeñas cantidades de fenoles se forman,
por adición de cloro los denominados clorofenoles
que producen en el agua olores y sabores medicamentosos tan desagradables,
que a concentración de 0,01 mg/l la hacen inaceptable para el
consumo.
- Pero sin duda, el mayor inconveniente que se le achaca al cloro
es la formación, si el agua es portadora de materia orgánica adecuada,
de componentes clorados tales como los PCB'S (bifenilos
policlorados) que tienen un probado carácter cancerígeno,
y cada vez son más frecuentes.
- Mención especial merecen los trihalometanos (THM) que
últimamente están preocupando a las Autoridades Sanitarias de
la mayoría de los países. Son compuestos orgánicos potencialmente
cancerígenos y que aparecen en el agua potable tras ser sometida
cloración. En España, son muchas las ciudades con límites de THM
tolerables pero preocupantes.
El ozono, al actuar sobre los productos que originan los THM, realiza la función desinfectante sin este inconveniente y no existen THM como producto de la desinfección.
Frente a estos inconvenientes del cloro, el ozono no sólo no forma productos que pueden considerarse como cancerígenos, ni produce sabores u olores al agua, sino que elimina las posibilidades carcinógenas y elimina los sabores y olores del agua.
Durante años se han realizado numerosos trabajos para establecer el
poder relativo del cloro y el ozono en la destrucción de bacterias
y virus, llegando a la conclusión de que el ozono es, como desinfectante,
mucho más eficaz y rápido que el cloro.
- Bringman observó que 0,1 mg/l de cloro requiere
4 horas para eliminar 6x104 células de E. Coli en agua, mientras que
0,1 mg/l de ozono necesita únicamente 5 segundos
- Kessel encontró que para desinfectar un agua que
contiene virus de la poliomielitis con 1 mg/l de cloro se necesitaban
2 horas, y con sólo 0,05 mg/l de Ozono bastaban únicamente 2 minutos.
El ozono tiene un poder de desinfección de 300 a 3000 veces
más rápido que el cloro.
En resumen, podemos concluir que el ozono, en el tratamiento
de agua en general, tiene las siguientes ventajas:
- Elimina el color causado por el hierro o manganeso o la materia carbonosa, los sabores y olores debido a la presencia de materia orgánica.
- Reduce la turbiedad, el contenido en sólidos en suspensión y las demandas químicas (DQO) y biológicas (DBO) de oxígeno.
- El ozono es un poderoso desinfectante. No sólo mata las bacterias patógenas sino que, además, inactiva los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la desinfección ordinaria con cloro.
- Si no hay posterior recontaminación, el ozono residual es suficiente para efectuar una desinfección común.
- El ozono puede ser detectado por el hombre mucho antes de que llegue al nivel tóxico.
- No produce en el agua aumento en el contenido de sales inorgánicas ni subproductos nocivos.
En definitiva, podemos afirmar que el ozono realiza las siguientes funciones en el agua:
Degradación de sustancias orgánicas.
Desinfección.
Inactividad de los virus.
Mejora sustancial de sabores y olores.
Eliminación de colores extraños.
Eliminación de sales de hierro y manganeso.
Floculación de materias en suspensión.
Eliminación de sustancias tóxicas.
El principal objetivo de un tratamiento con
ozono con equipos de coeficiente reducido consiste en la desinfección
del agua desde el punto de vista bacteriológico. Otras funciones
vienen por añadidura y no constituyen argumentos significativos.
INCORPORACION DEL OZONO AL AGUA
Como vehículo portante empleamos aire con una concentración determinada
de ozono que se hace borbotear directamente o por medio de difusor
para pequeños volúmenes de agua; o que inyectamos por medio de un
eyector tipo venturi con características y tecnología propias.
En cada caso, la calidad del agua, su procedencia, el caudal de
renovación, el volumen que tratar, además de otros muchos datos
que según los casos se pueden necesitar como presión en el punto
de aplicación, agitación, temperatura, etc., nos permitirá elegir
un modelo apropiado de nuestra gama de equipos para el tratamiento
de agua.
La transferencia del ozono al agua se rige por la LEY DE
HENRY, es decir, que las cantidades disueltas van en función
de la presión parcial en el punto de aplicación y la temperatura
en la interfase agua-gas.
En nuestro Manual de Cálculo TRIOZON consideramos
condiciones de trabajos reales. La temperatura del agua, la agitación,
los sistemas de aportación de ozono, el grado de materia orgánica,
pH, etc. nos harán variar sustancialmente los tiempos de contacto
necesarios (por ejemplo, la temperatura del agua, si es baja, favorece
la acción germicida del ozono).
Nuestra filosofía de trabajo se basa en la NO-EXISTENCIA
DE RESIDUALES, solamente se trata de resolver un problema
de infección bacteriana, y, en general, las aplicaciones están estudiadas
para superar las impurezas orgánicas y químicas del agua que también
absorben una cantidad de ozono.
En los modelos de instalación aconsejamos mantener los equipos en
funcionamiento casi-constante y en circuito cerrado, superando entonces
las cantidades mínimas de ozono aportadas y sobre todo facilitando
los tiempos de contacto ozono-agua.
Los resultados son mucho más constantes con la ozonización que con
la cloración.
PROPIEDADES DESINFECTANTES
Cuando se habla de agua, el ozono es reconocido como el desinfectante
más rápido y potente.
El ozono destruye los virus y quistes, los hongos y las toxinas,
y a elevadas concentraciones destruye algas y protozoos. El ozono
es el desinfectante más rápido y efectivo que existe actuando, entre
otras, sobre bacterias de tipo:
- Escherichia Coli.
- Streptococus Faecalis.
- Clostridium.
- Staphylococcus
Aureus, etc.
LA MEJOR PRUEBA QUE EXISTE
ES EL ANALISIS BACTERIOLOGICO ANTES Y DESPUES DE LA OZONIZACION
DEL AGUA, CON EL PROBLEMA REAL
La mayor parte de los ensayos realizados en desinfección de agua
se hacen sobre la bacteria de origen fecal E. Coli. En 1.955, WUHRMANN
y MEYRATH emplearon un residual de ozono muy pequeño (r =
0,6 mg. O3/m3 agua). En 2,5 minutos esta concentración de ozono disuelta
en agua resultó bactericida para el E. Coli.
El poder bactericida del ozono es conocido y está siendo utilizado
para esta función desde hace más de cien años.
Una vez consumido el ozono necesario en eliminar la materia orgánica, con muy pequeñas aportaciones suplementarias se consiguen resultados muy satisfactorios en tiempos muy cortos.
ACCION VIRULICIDA: Para encontrar virus o enterovirus
en un agua, ésta deberá tener fuertes infiltraciones de aguas residuales.
Hasta hoy nuestros equipos y sistemas son de ozonización de coeficiente
reducido, y por supuesto no se instalan para realizar la fase completa
de desinfección en un tratamiento de aguas residuales. Sí que se han
instalado como ayuda a la desodorización y seguro de buen tratamiento
del agua donde existe también una fase de desinfección por algún otro
desinfectante químico.
La acción del ozono sobre los virus requiere un residual necesario
para garantizar la eliminación del 99,99% entre 3 y 5 veces más altos
que los necesarios para las bacterias. Lo mismo podríamos decir de
los tiempos de contacto, y por tanto de las cantidades aportadas de
ozono para un mismo caudal de agua infectada. Lo que sí podemos afirmar
rotundamente es que el ozono, a igualdad de residuales, es
mucho más activo que el cloro.
CONCLUSIONES
Parece lógico que a temperaturas bajas el ozono actúa mejor, ya que se disuelve mejor en el agua y permanece más tiempo. Sin embargo, a temperaturas elevadas el ozono ataca mejor a las bacterias porque tienen menos tendencia a esporular y romper la espora. Por ello se dan resultados contradictorios. La desinfección por ozono se ve menos influenciada por las variaciones de pH que la desinfección por cloro.
La eliminación del hierro y el manganeso como tal no justifica
el empleo de ozono. A menudo pueden aplicarse otros procedimientos
para eliminarlos.
LA OZONIZACION ES EL MEJOR Y MÁS SEGURO METODO DE DESINFECCION
cualquiera que sea el tipo de tratamiento, por ello, en principio,
podemos pensar en ozonizar todas aquellas aguas que, siendo de consumo
habitual, queremos tener la seguridad de su pureza y calidad para
posteriormente pensar en la eliminación del tratamiento por cloro,
principalmente en plantas pequeñas y realizar la etapa completa de
desinfección con ozono.
En todo caso, el principal objetivo de un tratamiento con ozono es
la desinfección parcial o total del agua. Esta desinfección
sólo tiene objeto si antes se ha realizado una buena depuración y
clarificación del agua.
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