¿Qué es la desinfección UV?
La luz ultravioleta, que sigue siendo un medio confiable de desinfección, implica exponer el agua contaminada a la radiación de la luz ultravioleta. El tratamiento funciona porque la luz UV penetra en las paredes celulares de un organismo e interrumpe el material genético de la célula y hace que la reproducción sea imposible. Una lámpara especial genera la radiación que crea luz UV al golpear un arco eléctrico a través del vapor de mercurio a baja presión. Esta lámpara emite un amplio espectro de radiación con picos intensos a longitudes de onda UV de 253.7 nanómetros (nm) y un pico de lesset a 184.9 nm. La investigación ha demostrado que el rango óptimo de longitud de onda UV para destruir bacterias está entre 250 nm y 270 nm. A longitudes de onda más cortas (por ejemplo, 185 nm), la luz ultravioleta es lo suficientemente potente como para producir ozono, hidroxilo y otros radicales libres que destruyen las bacterias.
Ventajas:
En general, UV es fácil de instalar y requiere poca supervisión, mantenimiento o espacio. La seguridad mejorada, el tiempo mínimo de servicio, los bajos costos de operación y mantenimiento, y la ausencia de un olor o sabor químico en el agua terminada son factores primarios para seleccionar la tecnología UV en lugar de las tecnologías de desinfección tradicionales.
El tratamiento UV descompone o elimina algunos contaminantes orgánicos. La radiación UV logra una reducción de 1 log de Giardia lamblia a una intensidad de 80-120 mWs / cm2, y una reducción de 4 log de virus a una intensidad de 90-140 mWs / cm2. Solo recientemente la comunidad científica ha comenzado a aceptar los rayos UV como una herramienta altamente efectiva para el control de Cryptosporidium.
La desinfección con luz UV no forma ningún subproducto de desinfección significativo, ni causa un aumento significativo en el carbono orgánico asimilable (AOC).
La investigación ha confirmado que la efectividad de los rayos UV es relativamente insensible a las diferencias de temperatura y pH. Además, los investigadores encontraron que la aplicación de UV no convierte los nitratos en nitritos, o el bromuro en bromo o bromatos.
Estudios piloto recientes muestran que el agua potable tratada con UV inhibe el crecimiento bacteriano y la replicación en el sistema de distribución; sin embargo, las condiciones dentro de los sistemas de distribución, como las fugas, aún requieren desinfección residual adicional (por ejemplo, cloro libre).
Las ventajas de usar UV, en lugar de desinfección química, incluyen:
- No tiene subproductos tóxicos o no tóxicos conocidos
- No tiene peligro de sobredosis
- Elimina algunos contaminantes orgánicos.
- No tiene emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOC) ni emisiones tóxicas al aire
- No tiene olor in situ ni olor en el producto de agua final
- Requiere muy poco tiempo de contacto (segundos versus minutos para la desinfección química)
- No requiere almacenamiento de material peligroso
- Requiere espacio mínimo para el equipo y la cámara de contacto.
- Mejora el sabor del agua debido a que algunos contaminantes orgánicos y microorganismos molestos se destruyen. No afecta los minerales en el agua.
- Su escaso o nulo impacto en el medio ambiente, excepto la eliminación de lámparas usadas o equipos obsoletos.
Limitaciones:
Las características microbianas y químicas son dos factores principales de calidad del agua que afectan el rendimiento de la unidad UV. Las características microbianas del agua incluyen tipo, fuente, edad y densidad. Las características químicas del agua incluyen nitritos, sulfitos, hierro, dureza y niveles orgánicos aromáticos.
La radiación UV no es adecuada para agua con altos niveles de sólidos en suspensión, turbidez, color o materia orgánica soluble. Estos materiales pueden reaccionar con la radiación UV y reducir el rendimiento de desinfección. La turbidez dificulta que la radiación penetre en el agua.
Las desventajas de la desinfección UV incluyen:
- Sin desinfección residual
- No existe una base de datos técnica sobre el rendimiento de los sistemas UV para diversas condiciones de calidad del agua.
- Ningún mecanismo estandarizado mide, calibra o certifica qué tan bien funciona el equipo antes o después de la instalación
Los sistemas también deberían considerar el uso de diferentes tipos de pruebas microbianas. Los laboratorios suelen realizar pruebas de coliformes totales para juzgar microbiológicos
actividad en el agua potable, pero los coliformes son sensibles a la luz ultravioleta. Debido a esta sensibilidad, las pruebas microbianas para agua terminada tratada con UV
debe incluir una prueba de recuento de placas heterotróficas (HPC). Los microorganismos HPC pueden proporcionar una mejor evaluación de desinfección que los coliformes sensibles a los rayos UV.
Descripción del proceso La luz UV destruye eficazmente las bacterias y los virus.
Sin embargo, qué tan bien funciona el sistema UV depende de la dosis de energía que absorbe el organismo.
Si la dosis de energía no es lo suficientemente alta, el material genético del organismo solo puede dañarse en lugar de interrumpirse.
Una dosis efectiva se mide como un producto de la intensidad de la lámpara (la velocidad a la que se entregan los fotones al objetivo), incluida la concentración de radiación, la longitud de onda adecuada, el tiempo de exposición, la calidad del agua, la velocidad del flujo y el tipo y la fuente del microorganismo, así como su distancia de la fuente de luz.
Los componentes típicos de luz UV incluyen:
- Una fuente estable de electricidad de alto voltaje porque un voltaje de línea bajo daría como resultado una dosis UV más baja
- Una cámara hecha de acero inoxidable o cualquier otro material que sea opaco y no se corroe
- Lámparas UV que están aseguradas adecuadamente dentro de las fundas de cuarzo, facilitando el reemplazo de la instalación y el mantenimiento
- Fundas de cuarzo con velocidades de transmisión lo suficientemente altas como para suministrar la energía UV producida por las lámparas UV.
- Limpiadores mecánicos para mantener una transmisión óptima entre los trabajos de limpieza y mantenimiento programados.
- Sensores para controlar la intensidad de los rayos UV que pasan por el agua. Estos sensores deben estar conectados a sistemas de alarma para alertar al operador en caso de baja intensidad de UV. El operador debe tener fácil acceso a estos sensores para la instalación, reemplazo, calibración y mantenimiento necesarios.
- Control de seguridad para apagar las lámparas UV en caso de bajos niveles de flujo y temperatura elevada de la lámpara.
- Monitores de arco y lámpara para alertar al operador de fallas del sistema
- balastos electrónicos
Las unidades UV se utilizan actualmente como sistemas de tratamiento independientes o como parte de una serie de otros procesos de tratamiento de agua potable o sistema de barrera múltiple. Un tratamiento común que utiliza luz UV para eliminar y desinfectar contaminantes de las fuentes de agua subterránea implica un proceso combinado de ozono o peróxido de hidrógeno junto con la aplicación de UV. Por lo tanto, es común encontrar que los fabricantes de equipos UV también fabrican equipos de ozono.
Además, la industria del tratamiento de agua potable proporciona equipos UV (principalmente unidades de cámara cerrada) para usos a corto plazo. Las unidades de alquiler se utilizan en situaciones de limpieza y emergencia, como si el agua subterránea está contaminada por compuestos orgánicos tóxicos derramados.
Requisitos de monitoreo y operación:
Los factores que afectan principalmente el rendimiento del sistema de luz UV son:
Salida de la lámpara UV, envejecimiento de la lámpara UV y ensuciamiento de las superficies de la unidad. Para controlar mejor estos factores, los operadores deben garantizar una medición continua de la dosis (es decir, una medición precisa de la intensidad y el caudal) y un mantenimiento adecuado (limpieza y mantenimiento de los regímenes de reemplazo de la lámpara y la manga).
A continuación se muestra una instalación típica de UV de alto flujo.
Aplicaciones de desinfección UV:
- Tratamiento de efluentes
- Desinfección del agua de la piscina
- Desinfección de agua doméstica
- aplicaciones farmacéuticas
- Tratamiento de jarabe de azúcar
- Destrucción de ozono
