1. Ablandamiento

Se quita el Ca y Mg del agua potable o dura que entra (aumentando así la vida útil de los filtros posteriores) y se sacan los cationes, los cuales, por una válvula con un tanque, se intercambian con sodio presente en la zeolita. Ingresa sodio al sistema, llegando a un punto que lo satura y se reconstituye haciendo un lavado con salmuera.

2. Filtración

Elimina partículas de tamaño mayor a 30 µm, protegiendo las partículas de los componentes. Se basa en el efecto de tamizado para la captura de partículas y un medio de filtración profunda que tiene una capacidad de carga sucia.

Problemas relativos al diseño y operación:

  • Formación de canales
  • Obstrucción
  • Crecimiento microbiano
  • Pérdida del medio de filtración

Medidas de control:

  • Seguimiento de la presión y del flujo
  • Uso y lavado a contracorriente
  • Higienización
  • Reemplazo de los medios de filtración

3. Filtro de carbón activado

Absorción de material orgánico de bajo peso molecular y aditivos oxidantes.

Inconvenientes:

  • Desarrollar crecimiento bacteriano o biofilm, producido por bacterias, hongos, proteínas, lípidos, restos de desechos de la entrada, ADN bacteriano. Por esto se requiere constantes lavados e higienización.
  • Posibilidad de formación de canales
  • Capacidad de adsorción orgánica: se saturan
  • Velocidad de flujo de agua: podemos pasar agua por este carbón a una velocidad específica que lo indicará cada fabricante del filtro
  • Tiempos de contacto inadecuados
  • Incapacidad de regeneración in situ: hay que reemplazarlos después de un tiempo
  • Desprendimiento de bacterias, endotoxinas, productos químicos orgánicos y partículas finas de carbón.

Medidas de control:

  • Monitoreo (antes y después del filtro) de las velocidades de flujo y de las presiones diferenciales
  • Higienización con agua caliente o vapor (temperatura no más de 100 °C, ya que hay filtros que son termolábiles, en general de 80 °C y durante el proceso de circulación, ojalá que no baje de 75 °C)
  • Lavado a contracorriente, es decir, hacia atrás o al revés. Hay que tener en consideración esto al momento del diseño de la infraestructura.
  • Pruebas de capacidad de adsorción y el reemplazo frecuente del lecho de carbón. Si el lecho de carbón activado está destinado a lograr una reducción de sustancias orgánicas, también puede ser apropiado realizar un seguimiento del COT (carbono orgánico total) del flujo entrante y del efluente.

4. Aditivos

Uso de los aditivos químicos:

  • Controlar microorganismos
  • Mejorar la eliminación de sólidos en suspensión
  • Eliminación de compuestos clorados
  • Evitar el depósito de sarro
  • Ajuste de pH. Estos aditivos no constituyen “sustancias agregadas” en tanto se eliminen mediante etapas de procesamiento posteriores.

5. Desionización

Tanto la desionización (DI) como la electrodesionización continua (EDIC) eliminan cationes y aniones.

Sistema de DI:

  • Requiere una regeneración periódica con un ácido y una base: resinas catiónicas con ácido clorhídrico o sulfúrico, reemplazando los iones positivos capturados con iones de hidrógeno, y las resinas aniónicas con hidróxido de sodio o potasio, reemplazando los iones negativos capturados con iones hidróxido. Ambos regenerantes químicos son biocidas.
  • Resinas de intercambio iónico son polielectrolitos.
  • Resina de intercambio catiónico: da como resultado una absorción de cationes por la resina fijada especialmente y una liberación de iones de hidrógeno.
  • Resina de intercambio aniónico: a medida que los intercambiadores de aniones adquieren los aniones, se liberan iones hidroxilo.

Sistema de EDIC:

  • Combinación de resina mixta
  • La resina actúa como un conductor de electricidad que permite que el potencial eléctrico impulse los cationes y aniones capturados a través de la resina y las membranas apropiadas para concentrarlos y eliminarlos en la corriente de agua de desecho.
  • El potencial eléctrico también separa el agua en la sección de la resina (producto) en iones hidrógeno e hidróxido, lo que permite la regeneración continua de la resina sin la necesidad de agregar regeneradores.

En todas las formas de desionización es importante el control microbiano y de endotoxinas, el impacto de los aditivos químicos, la pérdida, degradación y contaminación de las resinas.

Problemas:

  • La frecuencia y complejidad de la regeneración
  • La formación de canales causada por la aglomeración de partículas de resina provocada por la formación de biopelículas
  • La lixiviación de material orgánico desde resinas nuevas
  • El logro de una separación completa de las resinas para regeneración del lecho mixto y la contaminación por el aire al mezclar las resinas (lechos mixtos).

Medidas de control:

  • Circuitos de recirculación
  • Control antimicrobiano del efluente mediante luz UV
  • Seguimiento de la conductividad
  • Análisis de la resina
  • Filtración microporosa del aire de mezclado
  • Seguimiento microbiano
  • Regeneración frecuente para reducir al mínimo y controlar el crecimiento de microorganismos
  • Uso de un equipo de tamaño adecuado para obtener un flujo de agua y un tiempo de contacto adecuado, y el uso de temperaturas elevadas.

6. Ósmosis Inversa

La unidad de ósmosis inversa (OI) emplea membranas semipermeables, las cuales son en realidad espacios intersegmentables entre las moléculas del polímero.

Factores como el pH, la temperatura y la presión diferencial a través de la membrana afectan la selectividad de esta permeación.

Con los controles adecuados, las membranas de OI pueden lograr mejorar la calidad química y de contenido microbiano y de endotoxinas.

Métodos de control:

  • Tratamiento previo
  • Desafíos a la integridad
  • Diseño de la membrana y la tolerancia al calor
  • Higienización periódica y el seguimiento de presiones diferenciales

7. Ultrafiltración

Permite eliminar endotoxinas mediante un principio de tamizado molecular.

Esta tecnología puede ser apropiada como una etapa de purificación intermedia o final.

Problemas:

  • Compatibilidad del material de la membrana con agentes higienizantes
  • Calor
  • Integridad de la membrana
  • Contaminación superficial con partículas y microorganismos
  • Integridad del sello

Medidas de control:

  • Selección del medio de filtración, higienización
  • Diseño del flujo
  • Pruebas de desafío de la integridad
  • Reemplazo regular del cartucho
  • Temperatura elevada del agua de alimentación
  • Seguimiento del COT y de la presión diferencial

a) Filtración de carga modificada

Filtros de retención microbiana con una carga positiva en su superficie, los cuales reducen los niveles de endotoxinas existentes en los fluidos que los atraviesan mediante adsorción, en especial cuando las presiones en la parte precedente del sistema no son suficientes para la ultrafiltración.

b) Filtración de retención microbiana

Filtros de grado de esterilización que tienen un tamaño de poro nominal de 0,2 o 0,22 µm, asociados a filtros que tienen la capacidad de retener un alto nivel de inóculo especialmente preparado para Brevudimonas diminutas.

9. Luz UV

Lámpara UV a presión reducida es utilizada para el control microbiano y para la purificación química.

Son útiles para demostrar la destrucción de los desinfectantes que contienen cloro.

Las altas intensidades, o en combinación con otros higienizantes, sirven para descender los niveles de COT en los sistemas de distribución recirculantes.

Aspectos a considerar:

  • Intensidad UV
  • Tiempo de permanencia
  • Pérdida gradual de la capacidad de emisión UV de la lámpara

Medidas de control:

  • Inspecciones regulares o alarmas para detectar fallas de la lámpara
  • Limpieza y secado
  • Detectores de cloro ubicados más adelante en el sistema

10. Destilación

Proporcionan purificación química y microbiana por vaporización térmica.

Se debe considerar la eliminación previa de la dureza del agua y las impurezas silíceas.

Incluso el mejor proceso de destilación no puede proporcionar la eliminación absoluta de los iones y endotoxinas contaminantes.

11. Tanques de almacenamiento

Son parte de los sistemas de distribución de agua.

Considerar el diseño y las condiciones de operación para impedir o reducir al mínimo el desarrollo de biopelículas, minimizar la corrosión, ayudar a usar la higienización química de los tanques y proteger la integridad mecánica.

12. Distribución

Nos permite el flujo continuo de agua en la cañería por medio de la recirculación. Los sistemas de un solo sentido, sin salida o no recirculantes, deben evitarse siempre que sea posible. Las bombas deben tener un flujo de turbulencia total para facilitar la distribución exhaustiva del calor. El flujo turbulento también parece retardar el desarrollo de biopelículas.