Tecnologías para el control y monitoreo de aguas: laboratorios de análisis y plantas de tratamiento
Escrito por Fuente: foro/ambiental
Escribe Dr. Fernando A. Iñón
Gerente de Investigación y Desarrollo, Gerente de Capacitación y Aplicaciones de Jenck S.A.
La necesidad de asegurarlos recursos acuáticos es cada vez más importante y está ligada al incremento en la población de los pueblos y ciudades y a la rápida expansión en infraestructura industrial.
A su vez, la influencia de fenómenos globales, como ser el calentamiento global y el cambio dramático en los niveles y patrones anuales de precipitación, generan un requerimiento creciente en asegurar el suministro de agua potable, de uso para riego e industrial en todo el mundo; Argentina no es una excepción. Además, el problema de la contaminación de los recursos genera la necesidad de utilizar procesos de tratamiento para diferentes calidades y cantidades de agua, y de realizar controles continuos de calidad del agua.
Existe un amplio rango de plantas de tratamiento, de diferente condición y escala, para asegurar el suministro de agua. El proceso de colectar y purificar agua puede ser entendido si se observa el proceso de tratamiento de aguas residuales. Cualquier otro sistema de tratamiento de agua es una subparte de dicho proceso.
El agua residual de fábricas, casas, comercios, etc., es canalizada a una cámara de sedimentación en donde se retiran restos grandes de basura y tierra, previo a la estación de bombeo. Luego pasa el primer tanque de sedimentación, donde pequeños trozos de basura, lodo, arenisca son removidos por sedimentación. Posteriormente, se añade en el tanque de reacción/aeración lodos activos, conteniendo un gran número de microorganismos, y mientras que se insufla aire a la mezcla. Como resultado, los microorganismos y la suciedad precipitan para formar un floculo. En el tanque de sedimentación final, la fase acuosa superior sigue hacia el filtro biológico de alta velocidad, mientras que los lodos activos se reciclan hacia el tanque de reacción (el floculo normalmente pasa por un proceso de secado e incineración). Los filtros activos remueven los sólidos finos en suspensión que no pudieron ser removidos por sedimentación. Si los parámetros de descarga son satisfechos, el agua tratada es volcada al recurso hídrico. Un gran número de agentes químicos, como cloro para esterilización, neutralizantes y coagulantes, son usados a lo largo de este proceso. Una gran variedad de técnicas analíticas son requeridas en este proceso, empezando por análisis del agua residual entrante, la calidad del agua en cada etapa del proceso y en punto de descarga; la medición y el monitoreo del pH y alcalinidad después del agregado de gases o productos químicos; el monitoreo de la concentración de sustancias químicas y biológicas en el agua de descarga para poder ajustarse a las regulaciones vigentes. A su vez, equipamiento para mediciones discretas, o continuas según el caso, son requeridos para seguir las condiciones del proceso así como un arsenal de equipos de laboratorio para asegurar los distintos parámetros.
Como proveedores de soluciones reales en el campo del equipamiento analítico y de proceso, JENCK ofrece una amplia y efectiva variedad de sistemas e instrumentos para los complejos procesos actuales de tratamiento. A continuación un listado de equipos y su uso básico. Para más información visite nuestro sitio web www.jenck.com o contáctenos a través de los diversos medios habilitados para tal fin. El número está en concordancia con los puntos negros de la figura para indicar el punto de medición.
1. Carbono orgánico Total (TOC)
> Alternativa moderna y más robusta, reproducible, rápida, ambientalmente amigable que la demanda química (DQO) o biológica (DBO) de oxígeno. Puede correlacionarse fácilmente con
2. Equipos de laboratorio, análisis integrales
> Absorción atómica o plasma acoplado inductiva mente (ICP) con detección óptica para el análisis de alcalinos, alcalinos térreos, metales, metales pesa dos. Se debe tener en cuenta el avance instrumental para corregir automáticamente interferencias..
> Cromatografía de gases acoplada a masas, para cuantificación y detección de compuestos volátiles (VOCs) o semivolátiles (SVOCs). Normalmente se recomienda utilizar sistemas de preparación de muestras automáticos basados en purga y trampa, headspace dinámico o micro extracción en fase sólida para contribuir a análisis más sensibles y con menor impacto al ambiente.
> Cromatografía líquida para obtener el perfil de cationes y aniones comunes o para detección de compuestos específicos como ser Bisfenol, benzo(a)pireno.
> Espectrofotometría UV-Visible, para detección de diversos analitos mediante reacciones colorimétricas.
Se recomienda el empleo de autoanalizadores discretos y continuos para evitar errores en las distintas etapas del análisis, permitir llegar hasta 200 determinaciones por ahora, y reducir el volumen de desechos entre
> Análisis integrales rápidos (15 min), como alternativa a los test fitotóxicos convencionales.
3. pH
> Tecnología simple y de gran uso para ajustar los procesos de agregados de soda, neutralización con ácidos, nivel de acidez del tanque de reacción, pH de descarga, etc.
4. Cloro residual
> El cloro se usa como desinfectante para destruir microorganismos, algas, moluscos, etc. Sin embargo, la adición en exceso conlleva a un olor desagradable o descarga de sustancias peligrosas al recurso. Por tal motivo es necesario un analizador de cloro residual para medir, monitorear y controlar los niveles de cloro en el sistema de tratamiento.
5. Densidad del fango/lodo
> Es necesario medir la densidad del lodo para una operación efectiva y eficiente del tanque de reacción y del proceso de disposición del lodo.
6. Medición de nitrógeno
7. Medición de flúor
8. Oxígeno disuelto
> Es necesario para asegurar y controlar la cantidad de aire suministrado en el tanque de aeración y mantener su valor al nivel óptimo.
9. Actividad del lodo (analizadores MLSS)
10. Potencial Redox
> Técnica sencilla y muy útil para monitorear sustancias oxidantes o reductoras en el proceso.
11. Conductividad
> Técnica sencilla y muy útil y es un indicador de la salinidad total del agua.
12. Turbiedad/SS
> La medición de turbiedad es muy rápida y permite la estimación rápida de sólidos suspendidos totales (SS).
13. Alcalinidad
> Sirve para controlar la introducción de coagulantes par evitar la turbiedad del agua y para prevenir la corrosión de las cañerías.
14. Analizadores de SS.
15. Analizadores de fósforo total
> Pueden estar asociados en el mismo equipo de TOC, o como equipos independientes.
16. Analizadores de nitrógeno total
> Pueden estar asociados en el mismo equipo de TOC, o como equipos independientes.
17. Contaminación Orgánica
> A través de TOC o analizadores UV.
Cloro residual
"El cloro se usa como desinfectante para destruir microorganismos, algas, moluscos, etc. Sin embargo, la adición en exceso conlleva a un olor desagradable o descarga de sustancias peligrosas al recurso. Por tal motivo es necesario un analizador de cloro residual para medir, monitorear y controlar los niveles de cloro en el sistema de tratamiento".
18. Calidad del recurso
> Se usan normalmente los equipos de laboratorio arriba resumido. En algunos casos se requiere utilizar técnicas ultrasensibles como el ICP acopado a espectrometría de masas (ICP-MS) o absorción atómica con atomización electrotérmica (GF-AAS).
19. Putrefacción
> Indice medido a través de un muestreador purga y trapa asociado a un CG-MS, para cuantificar 2-metil isoborneol, geosmina y otros VOCs en aguas superficiales y tomas de agua.
Durante el seminario se profundizó en algunos tópicos, particularmente la determinación de carbono orgánico total (TOC), el uso de autoanalizadores y el empleo de sistemas de digestión y extracción de muestras acelerados por microondas.