Sistemas UV en potabilización del agua

Historia de la luz UV para la desinfección del agua potable

La desinfección UV es una tecnología establecida respaldada por décadas de investigación y práctica fundamental y aplicada en América del Norte y Europa. Downes y Blunt (1877) descubrieron las propiedades germicidas de la luz solar. El desarrollo de lámparas de mercurio como fuentes de luz UV artificial en 1901 y el uso de cuarzo como material transmisor de UV en 1906 pronto fue seguido por la primera aplicación de desinfección de agua potable en Marsella, Francia, en 1910. En 1929, Gates identificó un vínculo entre Desinfección UV y absorción de luz UV por ácido nucleico (Gates 1929). El desarrollo de la lámpara fluorescente en la década de 1930 llevó a la producción de lámparas tubulares germicidas. Durante la década de 1950 se realizaron importantes investigaciones sobre los mecanismos de la desinfección UV y la desactivación de microorganismos (Dulbecco 1950, Kelner 1950, Brandt y Giese 1956, Powell 1959).

Aunque se realizaron importantes investigaciones sobre la desinfección con rayos UV durante la primera mitad del siglo XX, el bajo costo del cloro y los problemas operativos de los primeros equipos de desinfección con rayos UV limitaron su crecimiento como tecnología de tratamiento de agua potable. Las primeras aplicaciones confiables de luz UV para desinfectar el agua potable municipal ocurrieron en Suiza y Austria en 1955 (Kruithof y van der Leer 1990). Para 1985, el número de tales instalaciones en estos países había aumentado a aproximadamente 500 y 600, respectivamente. Después de que se descubrieron los subproductos de desinfección clorados (DBP), la desinfección UV se hizo popular en Noruega y los Países Bajos con las primeras instalaciones en 1975 y 1980, respectivamente.

A partir del año 2000, más de 400 instalaciones de desinfección UV en todo el mundo estaban tratando el agua potable; estas instalaciones UV generalmente tratan flujos de menos de 1 millón de galones por día (mgd) (USEPA 2000). Desde el año 2000, se han construido o se están diseñando varias instalaciones UV de gran tamaño en los Estados Unidos. La más grande de estas instalaciones incluye una instalación de 180 mgd en funcionamiento en Seattle, Washington, y una instalación de 2,200 mgd en proceso de diseño para el Departamento de Protección Ambiental de la Ciudad de Nueva York (Schulz 2004). Debido a la susceptibilidad de Cryptosporidium a la desinfección UV y al énfasis en las recientes regulaciones sobre el control de Cryptosporidium, se espera que la cantidad de sistemas de agua públicos (PWS) que utilizan la desinfección UV aumente significativamente durante la próxima década.

Fuente: USEPA (2006). ULTRAVIOLET DISINFECTION GUIDANCE MANUAL FOR THE FINAL LONG TERM 2 ENHANCED SURFACE WATER TREATMENT RULE (04/07/2019)

Nota: Cryptosporidium y Giardia se utilizan también como indicadores, debido a que su presencia puede producir enfermedades.   (Teoría y Prácticas de los Procesos de Potabilización. Curso teórico-práctico. HIDROVEN. 1999)

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El tratamiento del agua con radiación ultravioleta (UV) es altamente efectivo porque ataca a los organismos nocivos a nivel genético. Al canalizar el agua contaminada sobre lámparas ultravioletas con propiedades germicidas, la energía UV interrumpe el ADN en virus, bacterias y protozoos, lo que los hace incapaces de reproducirse y los hace inofensivos. Los rayos UV son especialmente útiles para tratar organismos resistentes al cloro como Cryptosporidium y Giardia. Los sistemas UV junto con la oxidación avanzada también pueden tratar eficazmente los compuestos de sabor y olor presentes en el agua potable.

Esta tecnología de desinfección del agua, desarrollada a finales de la década de los 90, desactiva patógenos como el cryptosporidium y el giardia en el agua de fuente al mezclar su ADN con energía ultravioleta generada por lámparas de alta intensidad y presión media.

La rentabilidad y la simplicidad de la tecnología de desinfección UV le permiten funcionar solo o como un sistema de protección contra fallas con sistemas de intercambio de iones y carbón activado para instalaciones de tratamiento de agua complejas de múltiples fuentes o contaminantes múltiples.

Un ejemplo es la ciudad de Los Ángeles, California, donde se instaló una unidad UV de Calgon Carbon que trata hasta 600 millones de galones por día para los 3.9 millones de residentes. Utilizan un sistema SENTINEL® 48 CHEVRON UV.

Uso en agua potable municipal

Se usa solo o en combinación con carbón activado o tecnología de intercambio iónico para ayudar a cumplir con las regulaciones y las demandas del mercado al:

1. Mejora el sabor y el olor.
2. Eliminación de subproductos de desinfección (DBP), compuestos disruptores endocrinos (EDC), contaminantes emergentes y materiales orgánicos disueltos

Características y beneficios

1. Bajo costo en comparación con otras tecnologías de tratamiento avanzadas como el ozono y las membranas
2. Las potentes lámparas UV de media presión proporcionan el diseño más compacto para una fácil instalación y modernización
3. Tercero Validado de conformidad con la Norma de tratamiento mejorado de agua superficial a largo plazo (Long Term Enhanced Surface Water Treatment Rule) (LT2ESWTR) de EE.UU. EPA
4. Elimina la necesidad de comprar, almacenar y mantener productos químicos de desinfección.

Fuente:

• https://www.calgoncarbon.com/products/sentinel/
• https://www.calgoncarbon.com/app/uploads/BRO-UV11-THK-E1.pdf
• https://www.epa.gov/dwreginfo/long-term-2-enhanced-surface-water-treatment-rule-documents (04/07/2019)

Otro ejemplo es el sistema TrojanUVSwift, con cientos de instalaciones en todo el mundo. Disponible en diámetros múltiples de entrada y salida, es muy adecuado para proyectos de desinfección de agua potable- aplicaciones nuevas y remodelaciones- para un amplio rango de caudales.

Fuente: https://www.trojanuv.com/es/productos/agua-potable/trojanuvswift  (04/07/2019)

Instalación de UV de Catskill/Delaware

En 2005, TrojanUV fue seleccionado como fabricante para la sección UV del proyecto de agua potable de la ciudad de Nueva York. En 2009 y 2010, se entregaron 56 unidades TrojanUVTorrent™ UV a la instalación UV de Catskill/Delaware. Cada unidad tiene capacidad para ofrecer una dosis de 40 mJ/cm² a 151,4 millones de m³ de agua al día. Esta demanda de desinfección, establecida por el Departamento de protección medioambiental de NYC, permite generar una reducción superior a 3-log de microorganismos, como el Criptosporidio y la Giardia.

Los ingenieros de Trojan diseñaron a la medida las unidades TrojanUVTorrent para adaptarlas a los exigentes parámetros de este singular proyecto.

Puesta en servicio el otoño de 2013, esta instalación se convirtió oficialmente en la mayor planta UV de agua potable del mundo, con una capacidad de tratamiento de 7,65 millones de m³ al día.

Fuente: https://www.resources.trojanuv.com/es/auga-potable-nyc/