Agua Latinoamerica

Se lanzará nueva tecnología residencial

Tuesday, January 15th, 2019

Voltea ha sido seleccionada como la solución de tratamiento de agua residencial para el proyecto “Align” de Green Builder Media, un hogar innovador y sostenible que presenta solo los productos y tecnologías más innovadores. La casa de demostración será presentada durante la Exhibición de Productos Electrónicos para el Consumidor, que se llevará a cabo en Las Vegas, Nevada del 8 al 11 de enero y durante la Exhibición de Constructores Internacionales de la Asociación Nacional de Constructores, a llevarse a cabo del 19 al 21 de febrero, también en Las Vegas.

Noticias de agua embotellada

Tuesday, January 15th, 2019

Según la consultora de alimentos y bebidas, Zenith Global, el consumo de agua embotellada superará este año a todos los demás refrescos de todo el mundo. El consumo llegó a 418 mil millones de litros (110 mil millones de galones) en 2017, un 92 por ciento más que en 2007. El resto de las bebidas gaseosas totalizó 438 mil millones de litros (115.7 mil millones de galones) en 2017. Además, las ventas globales de agua embotellada de alta calidad alcanzaron los $16.5 mil millones (USD) a precios del consumidor en 2017, 48 por ciento más que hace cinco años, según un nuevo informe de Zenith Global. El volumen de consumo también aumentó fuertemente un 26 por ciento durante esos cinco años a 11.2 mil millones de litros.

Se abre la inscripción para la convención de WQA

Tuesday, January 15th, 2019

La Asociación de Calidad del Agua (WQA) ha abierto la inscripción para la Convención y Exposición de WQA 2019, junto con su segundo Campamento de Entrenamiento Empresarial anual de WQA. Un sitio de Internet nuevo y ampliado para la convención (www.wqa.org/convention) ofrece acceso fácil a la información de inscripción, alojamiento y eventos para el evento, que se realizará del 23 al 25 de abril, en el Centro de Convenciones de Las Vegas. El Campamento de Entrenamiento de Negocios de WQA 2019 se llevará a cabo el 26 de abril, enfocándose en finanzas, recursos humanos y liderazgo. Dirigido principalmente a distribuidores, éste es un taller intensivo de un día de duración en todos los aspectos de la gestión de un negocio de tratamiento de agua.

ENPRESS expansión de productos

Tuesday, January 15th, 2019

ENPRESS LLC anunció la expansión de su lista de certificación para el Sistema de Filtración de Plomo y Quistes PIONEER™, un sistema de extracción de plomo para todo el hogar, el primero en su tipo, que incluye los productos químicos PFOA/PFAS.

Nelsen Corp. aniversario

Tuesday, January 15th, 2019

Nelsen Corporation anunció que 2019 marca su 65 aniversario y, después de todos estos años, la compañía se ha convertido en el mayor fabricante de equipo original de propiedad y operado por una familia. En honor a este hito, Nelsen ha lanzado su sorteo del 65 aniversario para sus clientes. Los detalles completos están disponibles en www.nelsencorp.com/

Revisión de Medios para el Tratamiento del Agua

Tuesday, January 15th, 2019

Por Peter S. Cartwright, PE

Introducción
Muchas fuentes de agua y aguas residuales contienen contaminantes que son eliminados de manera más efectiva y económica a través de varios materiales de medios. Al igual que con prácticamente todas las tecnologías de tratamiento, los sólidos suspendidos degradan el rendimiento de estos medios. Afortunadamente, otros medios son aplicables para la reducción de sólidos suspendidos. Este artículo describirá varios de estos medios, detallará sus propiedades de rendimiento y analizará varias aplicaciones.

Contaminantes del agua problemáticos
Muchos suministros de agua cruda contienen lo que se conoce como contaminantes del agua problemáticos, sales ligeramente solubles como el carbonato de calcio, hierro y manganeso, el gas disuelto, sulfuro de hidrógeno y el desinfectante, el cloro. Se consideran problemáticos por varias razones que se resumen en la Tabla 1.

El carbonato de calcio (dureza), junto con el magnesio (en menor escala), se encuentra en un estado saturado en prácticamente todos los suministros de agua dulce. Esto significa que el CaCO3 precipitado forma escamas en cualquier superficie de la que se evapora el agua: accesorios de agua, teteras, etc.

El hierro, en la forma férrica (Fe+++) es insoluble [Fe(OH)3].El agua subterránea, aunque todavía se encuentra en el pozo, generalmente contiene hierro en forma ferrosa soluble (Fe++). Cuando esta agua se expone al aire (o un oxidante), el ion ferroso se convierte en la forma férrica insoluble, lo que resulta en problemas estéticos (tinción, sabor).

El manganeso se comporta de manera similar al hierro; sin embargo, requiere un agente oxidante más fuerte que el requerido para el hierro.

El sulfuro de hidrógeno se puede oxidar a azufre libre y generalmente se elimina de los suministros de agua de pozo mediante carbón catalítico, una forma de carbón activado que se describe a continuación. El sulfuro de hidrógeno se encuentra normalmente en aguas de pozo, como resultado de bacterias reductoras de sulfato que operan en un ambiente anaeróbico. La cloración del pozo generalmente desactiva las bacterias y evita la formación adicional de H2S.

El cloro no se encuentra en los suministros de agua no tratada; sin embargo, prácticamente todas las plantas de tratamiento de agua municipales de los Estados Unidos lo agregan para inactivar los microorganismos patógenos. Como mucha gente cree que imparte un sabor y un olor desagradables al agua potable, a menudo se elimina mediante el tratamiento en el punto de uso con carbón activado.
Hay una gran cantidad de tecnologías disponibles, que se analizan en detalle a continuación, para eliminar estos contaminantes del agua problemáticos.
• Los iones de dureza del calcio y el magnesio se han eliminado tradicionalmente mediante un proceso de intercambio iónico (ablandamiento o suavizado). Esto implica una resina especial que adsorbe estos iones en su superficie mientras libera iones de sodio a cambio y que se ha utilizado en aplicaciones residenciales y comerciales durante más de 60 años. Para aplicaciones más amplias (por ejemplo, industriales, municipales), se pueden usar otras dos tecnologías:
— Baje el pH a 6.0, convirtiendo el 80 por ciento del ion bicarbonato en gas dióxido de carbono, luego retírelo con un lavador o una membrana de transferencia de gas (por ejemplo, Liqui-Cel).
— Agregue cal y ceniza de sosa para elevar el pH y precipitar el carbonato de calcio como un lodo.
• El hierro y el manganeso, como lo indica su proximidad en la Tabla Periódica de los Elementos, se comportan de manera similar en las reacciones químicas. Ambos se oxidan fácilmente con cloro u otros agentes oxidantes (el hierro se puede oxidar con aire, pero el manganeso no puede) y el producto insoluble se elimina fácilmente mediante filtración.
• El sulfuro de hidrógeno es un gas soluble en agua, pero se puede oxidar fácilmente a azufre libre y, en última instancia, a ion sulfato (SO4=). Muchos de los medios oxidantes utilizados para la eliminación de hierro y manganeso también son efectivos con el sulfuro de hidrógeno.

Los agentes oxidantes típicos incluyen: cloro, ozono (O3), peróxido de hidrógeno (H2O2) y, en menor medida, permanganato de potasio (KmnO4). La Tabla 2 enumera los medios disponibles para la oxidación y filtración de los contaminantes anteriores. Estos medios son los más utilizados para aplicaciones industriales, comerciales y residenciales ligeras. La Tabla 3 describe los medios para elevar el pH de los suministros de agua ácida.
El caudal de servicio es el caudal recomendado para el filtro en función de la superficie del lecho del filtro. La velocidad de flujo de retrolavado se basa en el requisito de que los medios se levanten lo suficiente para aflojar los granos para permitir que los sólidos en suspensión se liberen y se eliminen de los medios. Nuevamente, el flujo de retrolavado es una función del área del lecho y siempre es más alto que el flujo de servicio.
A continuación, una descripción de los medios enumerados en las Tablas 1-3:

Birm® es silicato de aluminio con un recubrimiento de dióxido de manganeso. Funciona mejor con un contenido de oxígeno disuelto por encima del 15 por ciento del contenido de hierro y un pH de 6.8 o superior. La concentración de cloro libre (la que queda después de la oxidación y la inactivación de los microorganismos) debe ser inferior a 0.5 mg/L. Birm no oxida el sulfuro de hidrógeno. El agua no debe contener polifosfatos.
Greensand Plus® es arena de sílice con un recubrimiento de dióxido de manganeso. Está diseñada para aplicaciones con una alimentación de cloro continua y un pH mínimo de 6.2. Elimina el sulfuro de hidrógeno, el hierro, manganeso, arsénico y radio.
MTM® también es un medio recubierto con dióxido de manganeso con requisitos operativos similares a los de Greensand Plus. Sus principales ventajas son que no requiere que el oxígeno disuelto esté presente, tiene éxito a un pH tan bajo como 6.2 y puede adaptarse a una menor tasa de retrolavado. Se recomienda una alimentación continua de cloro o permanganato de potasio (o ambos).
Pyrolox® es un mineral natural para la eliminación de hierro, manganeso y sulfuro de hidrógeno. Requiere alimentación de oxidante continua (no se puede usar peróxido de hidrógeno) y un pH por encima de 6.5. Un medio muy denso, es necesaria una alta tasa de retrolavado.
La calcita es un carbonato de calcio granular natural (piedra caliza) que se disuelve en aguas ácidas, agregando ion bicarbonato y elevando el pH, la alcalinidad y la dureza. Es más efectivo en aguas con pH entre 5 y 7 y generalmente no eleva el pH por encima del requerido para el equilibrio no corrosivo (LSI=0). Debido a que se disuelve, debe ser reemplazado durante el uso.
Corosex® es un óxido de magnesio que se utiliza para naturalizar rápidamente las aguas con un pH muy bajo. Bajo ciertas condiciones, puede elevar el pH demasiado alto y provocar la precipitación de minerales de dureza.

Medios de carbón activado
Los medios de carbón activado son un medio probado y verdadero. Han existido durante muchos años y son muy efectivos para la eliminación de cloro, subproductos de cloración (trihalometanos), ciertos compuestos orgánicos y gases, como el sulfuro de hidrógeno y el radón. Esta versatilidad única es principalmente una función del material de carbono específico. Además de la fuente de carbono, otro factor que afecta el rendimiento es el momento en que el contaminante está en contacto con el medio.
Los medios de carbón activado se fabrican a partir de fuentes carbonosas como carbón, lignito, madera, cáscaras de coco y muchos otros materiales. El proceso de fabricación crea granos de carbono (partículas) con muchos poros, creando una superficie muy grande. Esta superficie atrae contaminantes y los adsorbe. La adsorción es la unión de las moléculas del contaminante a la superficie del medio. Esto se opone a la absorción, que implica la penetración del contaminante en el cuerpo del medio, como en una esponja. El carbón activado está disponible en muchos tamaños de malla; La figura 1 muestra sus diversas formas. Las figuras 2 y 3 muestran este medio en varios grados de ampliación.
Las sustancias orgánicas y los gases de bajo peso molecular, como el sulfuro de hidrógeno, el radón y el metano, se eliminan de las corrientes de agua por el mecanismo de adsorción. En general, los medios de carbón activado granulado (GAC) tienen las siguientes propiedades:
• Color: negro
• Densidad: 28 lb/pie3
• Caudal de servicio: 5 gpm/pie2
• Caudal de retrolavado: 10-12 gpm/pie2
Los cartuchos de bloque de carbón, construidos a partir de carbón activado en polvo, son capaces de filtración y adsorción. Un desarrollo relativamente nuevo, algunos están disponibles con propiedades de filtración submicrométricas.
El tiempo de contacto con el lecho vacío (EBCT) se define como el volumen total del lecho del medio dividido por el caudal. En otras palabras, EBCT define la cantidad de tiempo que un contaminante en el agua está en contacto con el medio de carbón activado en un recipiente. La Tabla 4 enumera los requisitos de EBCT para la eliminación de ciertos contaminantes. Debido a la dificultad de eliminar los compuestos de cloramina con los medios estándar de carbón activado granular (CAG), se ha desarrollado un material especializado, el carbón catalítico, que no solo funciona de manera más efectiva con las cloraminas, sino que también elimina más fácilmente el sulfuro de hidrógeno. Este producto tiene las siguientes propiedades:
• Color: negro
• Densidad: 28 lb/pie3
• Caudal de servicio: 5 gpm/pie2
• Caudal de retrolavado: 8-10 gpm/pie2
Eliminación del cloro. El mecanismo de eliminación de cloro con carbón activado no es la adsorción, sino la oxidación/reducción. El carbono sirve como catalizador y causa la reducción del cloro al ion cloruro, mientras que oxida el carbono a monóxido de carbono: HOCl + C → CO + H+ + Cl

Medios de filtración
Varios medios diferentes, en su mayoría minerales naturales, se utilizan tanto para la eliminación de sólidos en suspensión como para el soporte de otros medios, como los utilizados para la filtración por oxidación o el ajuste del pH. En general, los medios de mayor densidad se utilizan para capas debajo de la cama o de apoyo, ya que se asentarán en el fondo del recipiente del filtro durante el lavado a contracorriente. En general, es recomendable que las capas superiores del lecho consistan en granos grandes de un medio angular con un área de superficie alta que promueva la captura de sólidos suspendidos grandes, mientras que permite que partículas más pequeñas penetren dentro del lecho para una carga y un lavado más eficientes. Se recomienda que solo los medios que cumplan con la norma AWWA B100-96 y que figuran en NSF 61 se utilicen en todas las aplicaciones de filtración de agua. La Tabla 5 proporciona datos sobre varios medios de filtración. Una descripción de estos medios se presenta enseguida:

Filter-Ag® es un material de sílice cristalina natural que se utiliza exclusivamente para la filtración. La superficie irregular de este medio de grano relativamente grande proporciona una gran área de superficie y permite una penetración más profunda de sólidos suspendidos más pequeños. Es capaz de filtrar sólidos suspendidos en el rango de tamaño de 20-40μ.

Filter-Ag Plus® es un mineral conocido como clinoptilolita, que contiene sílice y alúmina. Tiene espacios vacíos microporosos tan pequeños como 3μ, lo que produce un área de superficie más de 100 veces mayor que la de Filter-Ag y es capaz de filtrar hasta 5μ.

La antracita es un tipo de carbón, altamente angular y de densidad media. Se utiliza ampliamente en filtros multimedia como capa intermedia. Está disponible en varios tamaños de grano.

El granate es un medio de alta densidad que se usa a menudo como la capa inferior en una construcción multimedia. Es capaz de filtrar hasta el rango de 10-20μ.

Los filtros de arena y grava, típicamente obtenidos de suelos de depósitos glaciales de composición de baja solubilidad, se dimensionan para proporcionar características de flujo uniformes. La arena filtrante se puede usar en las capas superiores del filtro multimedia, mientras que la grava sin triturar se usa como soporte de lecho.

La tierra de diatomeas (DE) es un medio extraído que comprende los restos fosilizados de diatomeas: algas unicelulares microscópicas. La composición química es de 80-90 por ciento de sílice. Por lo general, está disponible como una partícula pequeña y suave, cuyo tamaño varía de 5 a 1 mm, dependiendo de la fuente de algas específica, la ubicación y la edad del depósito. Este medio se usa normalmente como pre capa y alimentación corporal que debe recubrirse sobre una pantalla de soporte desde una suspensión para formar una torta estable que realmente filtra. A medida que la torta se acumula sólidos suspendidos y aumenta la contrapresión, eventualmente se debe volver a lavar el soporte y repetir el proceso con una nueva DE. Esta tecnología es capaz de filtrar hasta aproximadamente 0.3 μ. Otros medios similares incluyen perlita y materiales de fibra de celulosa.

Conclusión
Este ha sido un repaso de los productos más utilizados en la industria de tratamiento de agua. Hay muchos otros productos disponibles para llevar a cabo las operaciones de eliminación de contaminantes descritas anteriormente. La mayoría de estos productos se fabrican para un propósito específico, son caros y puede ser que funcionen o no funcionen de la manera descrita.

Agradecimientos
El autor desea agradecer a Douglas Haring de Clack Corp. por su ayuda.

Acerca del autor
Peter Cartwright ingresó a la industria de tratamiento de aguas residuales y purificación de agua en 1974 y tiene su propia consultora de ingeniería desde 1980. Es ingeniero químico egresado de la Universidad de Minnesota y es ingeniero profesional registrado en ese estado. El Sr. Cartwright ha brindado servicios de consultoría a más de 250 clientes alrededor del mundo. Es autor de más de 300 artículos, ha escrito varios capítulos de libros, ha dado más de 300 pláticas en conferencias alrededor del mundo y ha recibido varias patentes. Además, el Sr. Cartwright proporciona extensos testimonios de expertos y cursos de capacitación en tecnología. Es miembro de numerosos consejos de redacción y comités de revisión técnica de varias publicaciones comerciales y es conferencista frecuente en numerosas conferencias técnicas a nivel mundial. El Sr. Cartwright ha recibido el Premio al Mérito y el Premio de Miembro de por Vida de la Asociación para la Calidad del Agua y es el Consultor Técnico de la Asociación Canadiense de la Calidad del Agua. Fue el profesor distinguido McEllhiney 2016 de la Fundación Nacional de Investigación y Educación sobre el Agua Subterránea y dio más de 35 conferencias en todo el mundo sobre la mitigación de contaminantes en el agua subterránea. Usted puede ponerse en contacto con el Sr. Cartwright por correo electrónico, peterscartwright@gmail.com o visitando su sitio de Internet http://www.cartwright-consulting.com

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