Subproductos de desinfección y materia orgánica natural
La materia orgánica natural está presente en todas las fuentes de agua dulce y procede de la descomposición de materia orgánica, como algas y vegetación. Durante la etapa de desinfección en el tratamiento del agua potable, esta materia orgánica puede reaccionar con el cloro, el ozono, el dióxido de cloro u otros desinfectantes, para formar subproductos de desinfección (SPD) tóxicos indeseables. Estos pueden incluir tanto compuestos orgánicos como los trihalometanos (THM) o compuestos inorgánicos como el ion bromato.
Los trihalometanos son esencialmente un subproducto del proceso de tratamiento del agua, pero plantean riesgos potenciales para la salud, por lo que se incluyen en las normativas de control del agua.
La Directiva de Agua Potable (UE) 2020 (2020/2184) actualizada protege la calidad del agua potable y forma parte de la regulación del suministro y saneamiento de agua en la Unión Europea.
Reducir el nivel de materia orgánica natural, o los llamados precursores, como los ácidos húmicos, es una forma eficaz de disminuir la formación de trihalometanos en el agua final. Menos carbono orgánico total en el agua antes de la etapa final de cloración significa que habrá menos materia orgánica para reaccionar con el cloro y, por lo tanto, una menor formación de THM.
Normalmente, la mayor parte de la materia orgánica natural se elimina en las etapas previas a la cloración, pero no siempre es así. Por lo tanto, se puede utilizar un filtro de medios como el carbón activado granular para reducir aún más la materia orgánica.
Las aplicaciones en aguas subterráneas suelen tener un menor contenido de carbono orgánico total que las aguas superficiales y, por lo tanto, generalmente tendrán concentraciones más bajas de SPD.
Eliminación de trihalometanos (THM)
Los trihalometanos se forman cuando la materia orgánica natural, como los ácidos húmicos —llamados precursores—, reacciona con el cloro utilizado para tratar el agua. Los compuestos de bromo se forman a partir del bromuro presente de forma natural en el agua que reacciona con el cloro. Estos se consideran contaminantes ambientales, por lo que los niveles de THM en los suministros públicos de agua están estrictamente controlados.
Los THM son productos químicos orgánicos en los que tres de los cuatro átomos de hidrógeno del metano (CH4) son reemplazados por átomos de halógeno. Los trihalometanos con todos los mismos átomos de halógeno se denominan haloformos.
Los THM y los halocarburos varían de débil a fuertemente adsorbentes en el carbón activado. Cuanto mayor sea la sustitución de cloro en una molécula, más fuertemente se adsorbe en el carbón, ya que los compuestos de carbono-cloro o carbono-bromo se adsorben mejor que los compuestos de carbono-hidrógeno.
Eliminación de cloramina
La cloración del agua potable también puede dar lugar a la formación de subproductos de cloramina en el agua. Estos compuestos existen en el agua en tres formas: monocloramina (NH2Cl, a pH>7), dicloramina (NHCl2, a pH 4,4-7) o tricloramina (NCl3, a pH <4,4).
Debido al rango de pH, la monocloramina es la más común. Las cloraminas, especialmente la tricloramina, son las principales responsables de la mayor parte del «olor a cloro» de las piscinas y son un irritante.
En el pasado, este compuesto era bastante difícil de eliminar utilizando carbón activado. Sin embargo, el carbón CENTAUR® de Chemviron tiene propiedades catalíticas, además de propiedades de adsorción, lo que hace que CENTAUR® sea particularmente eficaz para la eliminación de monocloramina. En consecuencia, la eliminación de todo tipo de cloramina es factible y rentable.
Cuando el proceso de tratamiento del agua ha tenido dificultades con los niveles de SPD, se puede utilizar cloramina en lugar de cloro en la etapa de desinfección. Sin embargo, aunque la cloramina reduce la formación de THM y HAA, formará otros SPD como halonitrilos y halonitrometanos.
Ácidos haloacéticos (HAA)
Estos son los siguientes compuestos halogenados más comunes y se cree que son más tóxicos que los THM, pero suelen encontrarse en concentraciones más bajas. Sin embargo, tienen una alta solubilidad, lo que los hace menos fácilmente adsorbidos por el carbón activado.
¿Qué subproductos de desinfección se pueden eliminar con carbón activado?
El carbón activado, en forma granular o en polvo, es una de las mejores tecnologías disponibles para la eliminación de una amplia gama de contaminantes orgánicos del agua potable.
El carbón activado granular también se utiliza ampliamente como medio adicional para capturar materia orgánica disuelta que puede escapar al procesamiento durante la etapa de coagulación. Estos suelen estar en un filtro primario o de desbaste con tipos de carbón activado de lecho grueso para evitar la acumulación de caída de presión. Para tales instalaciones, los filtros de gravedad rápida existentes pueden adaptarse para incorporar carbón activado. Sin embargo, aunque estos pueden tener tiempos de contacto de lecho vacío cortos, aún pueden tener suficiente capacidad para reducir la carga orgánica.
La adsorción de contaminantes en el carbón se rige principalmente por la cinética de difusión. No es un proceso instantáneo y, por lo tanto, requiere un tiempo de contacto suficiente y el carbón activado adecuado para lograr el objetivo de tratamiento deseado.
Algunas de esas sustancias, incluidos los subproductos de desinfección que pueden eliminarse eficazmente con la tecnología de carbón activado, se indican en la siguiente tabla:
| Bromodiclorometano | Dicloramina | Ácido monocloroacético |
| Bromoformo | Subproductos de desinfección (SPD) | Monocloramina |
| Clorodibromometano | Ácidos haloacéticos (HAA) | Materia orgánica natural (MON) |
| Cloroformo (Triclorometano TCM) | Haloacetonitrilos (HAN) | Nitrosoaminas |
| Clorofenoles | Haloformos | Carbono orgánico total (COT) |
| Color | Halocetonas | Ácido tricloroacético |
| Dibromoclorometano | Halometanos | Tricloramina |
| Cloroformo (Triclorometano TCM) | Halonitrilos | 2,4,6 Triclorofenol (TCP) |
| Ácido dicloroacético | Halonitrometanos | Trihalometanos (THM) |
Para obtener información sobre la eliminación de pesticidas, COP y orgánicos clorados, consulte nuestro artículo.
Para obtener información sobre la eliminación de sabores y olores, consulte nuestro artículo.
Para obtener información sobre la eliminación de pesticidas PFAS, consulte nuestro artículo.
¿Cómo puede ayudar Chemviron?
El carbón más eficaz a utilizar puede depender de la naturaleza del contaminante orgánico, el nivel de sus concentraciones y los pasos generales del tratamiento involucrados.
Dado que cada fuente de agua es diferente, a veces es apropiado realizar una prueba de laboratorio en una muestra de agua representativa para evaluar la eficacia del uso de 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 emplearse para determinar el probable efluente de COT y, por lo tanto, la probable eficacia del GAC. Las pruebas a escala de laboratorio o piloto en el sitio siempre se consideran mucho más efectivas para indicar el probable uso de carbón. Chemviron puede proporcionar apoyo y asesoramiento con nuestras unidades piloto, que incluyen nuestra gama de filtros de carbón móviles más pequeños.
Alternativamente, la prueba de columna acelerada (ACT), desarrollada por nuestra empresa, es una técnica mejorada que combina la velocidad de una prueba de isoterma con la precisión de una columna piloto. La ACT es un procedimiento a escala de laboratorio que simula un sistema a gran escala para proporcionar datos de pruebas de ruptura para la eliminación de impurezas orgánicas en el agua, pero en un tiempo mucho más corto.
Además, Chemviron cuenta con una extensa biblioteca de referencia de datos de rendimiento para ayudar a proporcionar una solución técnica adecuada.
Carbones activados de alto rendimiento
Chemviron ofrece una amplia gama de carbones activados en polvo y granulares para estas aplicaciones. Los carbones activados granulares FILTRASORB® se han utilizado ampliamente en todo el mundo durante muchos años para eliminar subproductos de desinfección y compuestos de trihalometano.
Los carbones FILTRASORB® son los carbones activados granulares más utilizados para el tratamiento del agua potable. Esto se debe principalmente a su excelente capacidad de adsorción, su probada vida útil y su 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 doble etapa que reaglomera el producto antes de la activación por vapor.
Con nuestra amplia experiencia en este campo, Chemviron puede trabajar con usted para asesorarle sobre los carbones adecuados para su aplicación específica y cómo garantizar su uso eficaz. Esto incluye soporte práctico en el sitio, como para el retrolavado, que es necesario para asegurar un flujo uniforme a través del lecho.
Reciclaje de carbón agotado y filtros de carbón móviles para la sostenibilidad y el ahorro de costes
El carbón activado granular que se ha instalado en las 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 agotado en un horno de alta temperatura donde los orgánicos indeseables del 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 tratamiento de aguas subterráneas, temporal o pico, ¿por qué no considerar el uso de filtros de carbón móviles que están disponibles para alquiler? Estos son filtros de carbón activado que se pueden usar en el sitio como un recipiente de purificación de agua y luego transportarse hacia y desde el sitio sin necesidad de ningún intercambio de carbón en el sitio.
Chemviron dispone de una gama de unidades de diferentes tamaños y capacidades, incluidos filtros de carbón móviles más pequeños que pueden utilizarse como unidades piloto. Si se utilizara un filtro de carbón móvil, el carbón agotado podría devolverse fácilmente en el filtro de carbón móvil a nuestro centro de reactivación para su procesamiento.
Si necesita soporte técnico para evaluar el tratamiento propuesto, ayuda con la elección del carbón activado, nuestro servicio de reactivación, el uso de nuestro servicio de filtros de carbón móviles o simplemente algún consejo adicional, póngase en contacto con nosotros – contacte con nuestro equipo técnico.