Materia orgánica natural
La materia orgánica natural (NOM, por sus siglas en inglés), también conocida como materia orgánica de fondo (BOM), es la materia orgánica presente en todas las fuentes de agua dulce. La mayor parte de la materia orgánica natural proviene de la descomposición de vegetación, vida animal, bacterias y algas que entran en arroyos, ríos, lagos y acuíferos.
Las NOM están compuestas por muchos compuestos húmicos y fúlvicos diferentes, de los cuales solo un pequeño porcentaje puede identificarse. Dado que normalmente no pueden identificarse individualmente, a menudo se miden como grupo de varias formas diferentes. Estas incluyen el carbono orgánico total (TOC), el carbono orgánico disuelto (DOC), la absorción ultravioleta a 254 nm (UV254) y la oxidabilidad o valor de permanganato.
La composición de la NOM variará sustancialmente según la geografía y la geología de donde se obtiene el agua. En particular, las aguas subterráneas, debido a su purificación natural, tienen bajas concentraciones de materia orgánica, con normalmente menos de 2 mg/l medidos como DOC. Por el contrario, las aguas superficiales generalmente tienen concentraciones más altas y variables de materia orgánica con un DOC típico de 4 mg/l.
Eliminación de materia orgánica natural
La NOM se denomina a menudo «fondo» cuando se considera la eliminación de compuestos específicos con carbón activado. Esto se debe a que el nivel orgánico de fondo competirá con los contaminantes específicos por los sitios de adsorción disponibles en el carbón activado.
La mayor parte de la materia orgánica natural se elimina normalmente durante las etapas de coagulación, floculación y filtración del proceso de tratamiento del agua antes de la cloración. El nivel de materia orgánica natural también puede afectar la eficiencia de las operaciones de la planta de agua potable y la calidad del agua tratada.
El carbón activado se utiliza ampliamente como medio adicional para capturar cualquier materia orgánica disuelta que pueda escapar del procesamiento durante la etapa de coagulación. Estos se encuentran normalmente en un filtro primario o de desbaste con tipos de carbón activado de lecho grueso para evitar la acumulación de caída de presión.
La materia orgánica natural debe reducirse eficazmente en el agua potable por varias razones:
- La NOM es generalmente la fuente de compuestos formadores de sabor y olor desagradables que se encuentran en el agua potable; véase la siguiente sección
- El color en el agua potable está compuesto por una amplia gama de moléculas variables, a menudo de peso molecular muy alto, que variarán en diferentes aguas. La NOM puede ser responsable de que el agua se vuelva amarilla o marrón.
- La NOM puede ser un sustrato para que las bacterias y los hongos sobrevivan de manera que favorezca el crecimiento microbiano en un sistema de distribución de agua.
- Es importante eliminar las sustancias húmicas antes de la cloración, ya que la NOM también reaccionará con el cloro para formar subproductos de desinfección tóxicos indeseables como los trihalometanos (THM).
La Directiva sobre agua potable actualizada (UE) 2020 (2020/2184) protege la calidad del agua potable y forma parte de la regulación del suministro de agua y saneamiento en la Unión Europea.
Eliminación de sabor y olor
Los sabores y olores en el agua se deben a la presencia de concentraciones muy bajas de compuestos principalmente naturales que a menudo se encuentran en el rango de concentración de nanogramos por litro (ng/l). Por lo tanto, a menudo es muy difícil determinar qué moléculas específicas son responsables del sabor y olor específicos. Los compuestos naturales más conocidos son la geosmina y el 2-metilisoborneol.
Dado que los compuestos que forman sabores y olores son difíciles de analizar, puede utilizarse un número de dilución. Este es el número de veces que una muestra de agua tiene que diluirse con agua libre de olor y sabor hasta que el sabor y el olor ya no puedan detectarse.
Las fuentes comunes de problemas de sabor y olor pueden incluir algas verdeazuladas y actinomicetos. Estos son un grupo complejo de bacterias anaerobias facultativas presentes en el suelo que pueden formar terpenoides y pirazinas a menudo asociados con sabores desagradables en el agua potable. Sin embargo, las proliferaciones de algas significativas y las algas verdeazuladas formadoras de espuma o cianobacterias pueden liberar toxinas de algas como la microcistina. Estas pueden ser particularmente dañinas para humanos y animales si beben o están en contacto con agua cargada de algas.
Eliminación de sabor, olor y materia orgánica con carbón activado
El uso original del carbón activado en muchas plantas de tratamiento de agua fue principalmente para la eliminación de sabor y olor.
Para problemas de sabor y olor breves o periódicos (estacionales), el carbón activado en polvo es eficaz cuando se añade al agua, se mezcla y se elimina por decantación o filtración. Cuando el problema se vuelve persistente, normalmente se instalan lechos de carbón activado granular con tiempos de contacto relativamente cortos. Además, las moléculas orgánicas con enlaces carbono-azufre a menudo huelen y saben mal, estas a menudo se adsorben preferentemente en el carbón activado.
El carbón activado es eficaz hasta cierto punto para reducir el color del agua, pero su rendimiento puede variar significativamente de un agua a otra y según la naturaleza del color. Normalmente se recomienda realizar pruebas en esta aplicación para determinar el rendimiento.
El carbón activado granular es una de las soluciones más reconocidas para la eliminación de una amplia gama de contaminantes orgánicos del agua potable, desde su primera aplicación hace más de 50 años. Cuando se demostró que el carbón activado granular tenía una eficiencia probada en la eliminación de contaminantes orgánicos, los tiempos de contacto se ampliaron para su aplicación adicional en la eliminación de THM, plaguicidas, COP y ahora PFAS.
¿Qué materia orgánica puede eliminarse utilizando carbón activado?
El carbón activado, principalmente en forma granular o en polvo, tiene por tanto una excelente capacidad de adsorción para la eliminación de una amplia gama de compuestos orgánicos en el agua potable. Algunas de las sustancias que pueden eliminarse eficazmente con la tecnología de carbón activado se indican en las tablas siguientes:
| Toxinas de algas | Ácido húmico | Plaguicidas |
| Color | 2-Metilisoborneol (MIB) | Sabor |
| Subproductos de desinfección (DPB) | Microcistina | Terpenoides |
| Ácido fúlvico | Materia orgánica natural (NOM) | Carbono orgánico total (TOC) |
| Geosmina | Olor |
Para obtener información sobre la eliminación de plaguicidas, COP y orgánicos clorados, consulte nuestro artículo.
Para obtener información sobre la eliminación de subproductos de desinfección o THM, consulte nuestro artículo.
Para obtener información sobre la eliminación de PFAS, consulte nuestro artículo.
¿Cómo puede ayudarle Chemviron?
Cada fuente de agua es única, a menudo con diferentes tipos de compuestos formadores de sabor y olor presentes. Por lo tanto, a veces es apropiado realizar una prueba de laboratorio en una muestra de agua representativa para comprender la probable eficacia del uso de carbón activado.
El carbón más eficaz a utilizar puede depender de la naturaleza del contaminante orgánico, el nivel de sus concentraciones y las etapas generales de tratamiento involucradas. Chemviron ayuda a nuestros clientes existentes y potenciales en toda Europa con las formas más eficientes de utilizar carbón activado.
Evaluación del rendimiento para garantizar la selección de la solución más eficaz
Las pruebas de isotermas para evaluar la eliminación de orgánicos utilizando carbón activado pueden utilizarse para determinar el efluente de TOC probable y, por tanto, la probable eficacia del GAC. Las pruebas piloto a escala de laboratorio o en sitio siempre se consideran mucho más eficaces para indicar el uso probable de carbón. Chemviron puede proporcionar apoyo y asesoramiento con nuestras unidades piloto que incluyen nuestra gama de filtros de carbón móviles más pequeños.
Además, Chemviron cuenta con una amplia biblioteca de referencia de datos de rendimiento para ayudar a proporcionar una solución técnica apropiada.
Carbones activados propuestos para un rendimiento eficaz
Chemviron proporciona una amplia gama de carbones activados en polvo y granulares para estas aplicaciones. Los carbones activados en polvo PULSORB® y nuestros carbones activados granulares CARBSORB® y FILTRASORB® se han utilizado ampliamente durante muchos años para eliminar compuestos formadores de sabor y olor.
Los carbones FILTRASORB®, en particular, son los carbones activados granulares más utilizados para el tratamiento de agua potable. Esto se debe principalmente a su excelente capacidad de adsorción, vida útil de rendimiento probada y alta durabilidad para múltiples ciclos de reactivación. Los carbones activados FILTRASORB® se producen a partir de grados seleccionados de carbón bituminoso, mediante un proceso de dos etapas que reaglomera el producto antes de la activación con vapor.
Con nuestra profunda experiencia en este campo, Chemviron puede trabajar con usted para asesorarle sobre los carbones apropiados para su aplicación específica y cómo garantizar su uso eficaz. Esto incluye apoyo práctico en sitio, como para el retrolavado, que es necesario para garantizar un flujo uniforme a través del lecho.
Reciclaje de carbón gastado y filtros de carbón móviles para sostenibilidad y ahorro de costes
El carbón activado granular que se ha instalado en plantas de tratamiento de agua puede reciclarse mediante reactivación térmica. El carbón reactivado puede luego devolverse a la planta de tratamiento de agua de la que se recogió y volver a utilizarse durante varios años más. La reactivación térmica implica tratar el carbón gastado en un horno de alta temperatura donde los orgánicos indeseables en el carbón se destruyen térmicamente. El reciclaje de carbón activado mediante reactivación térmica es una tecnología sostenible y respetuosa con el medio ambiente que cumple todos nuestros objetivos de minimizar los residuos y reducir las emisiones de CO2.
Si la aplicación se requiere para un agua subterránea, tratamiento temporal o de pico, ¿por qué no considerar el uso de filtros de carbón móviles que están disponibles para alquiler? Estos son filtros de carbón activado que pueden utilizarse in situ tanto como recipiente de purificación de agua como transportarse hacia y desde el sitio sin necesidad de ningún intercambio de carbón in situ.
Chemviron cuenta con una gama de unidades de diferentes tamaños y capacidades, incluidos filtros de carbón móviles más pequeños que pueden utilizarse como unidades piloto. Si se estuviera utilizando un filtro de carbón móvil, el carbón gastado puede devolverse fácilmente en el filtro de carbón móvil a nuestro centro de reactivación para su procesamiento.
Si necesita apoyo técnico para evaluar el tratamiento propuesto, ayuda con la elección de carbón activado, nuestro servicio de reactivación, el uso de nuestro servicio de filtro de carbón móvil o simplemente algún asesoramiento adicional, póngase en contacto con nosotros: contacte con nuestro equipo técnico.