Desinfección de agua y alimentos en el niveldomiciliario

TECNOLOGÍAS DE DESINFECCIÓN Y FILTRACIÓN

Tecnologías de desinfección y filtración

Arena solaArena

Velas con prefiltro de arena

Velas sin prefiltro de arenaVelas de cerámicaFiltros de

mesa

Energía solarEnergía eléctrica

Hipoclorito de sodioElectrólisis in situ

Por componentesPor tipo de energía

Variantes de las tecnologías identificadasAgente desinfectante

o de tratamiento

AlternativasTecnológicas

Criterios y selección de alternativas

Matriz para la selección de tecnología

Filtro de arena + electrólisis

Eléctrica oSolar

Altamente turbia (> 25)Alta carga

Filtro de arena + microfiltración

Altamente turbia (>25)

Microfiltración *No

Ligeramente turbia (< 25)

Baja carga

ElectrólisisEléctrica oSolarCristalina (< 5)Baja carga o

Alta carga

ProcesoRequerimiento de energíaTurbiedadBacteriológica

TecnologíaCalidad del agua

* filtros de mesa con velas de cerámica

GENERALIDADES

• La desinfección con gases oxidantes fue promovida por la OPS, incentivándose las investigaciones para la generación in situ como alternativa para la desinfección de de agua.

• Este sistema está basado en la producción de gases de cloro y otros gases desinfectantes como ozono a partir de la electrólisis de la sal común.

ANTECEDENTES

• La OPS acuñó el término “MOGGOD” (Mixed Oxidant Gas Generated On Site for Disinfection)

• Se ha acuñado término “MOGOD” para denominar a la solución acuosa de gases oxidantes.

• Este término se ha tomado para denominar ambos tipos de productos.

DISEÑO MOGGOD

SISTEMA SOLUCIÓN DE GASES OXIDANTES(mogod)

• Insumos:– Ánodo: solución 3 % de saturación (317 g/l)

de NaCl

• Productos:– Ánodo: solución acuosa de Cl2, O3, H2O2

– Cátodo: solución acuosa de NaOH

DISEÑO MIOX

EQUIPOS MIOX - SERIES SAL 20 - 30 - 40

EQUIPOS MIOX - SERIES SAL-80

ALTERNATIVAS DE GENERACIÓN IN SITU

EQUIPOS PRODUCTORES DE HIPOCLORITO DE SODIO

• Fuente de poder(transformador/rectificador)• Celda electrolítica

– Ánodo: titanio con un recubrimiento especial “DSA”(dimensional stable anode).

– El cátodo es de titanio• Recipiente de producción

ESPECIFICACIONES DE ALGUNOS EQUIPOS DE PRODUCCIÓN IN SITU

CARACTERÍSTICAS *MARCA MODELO Corriente eléctrica

AmpCapacidad

g Cl2 /h2 40 - 45 456 50 - 55 100Sanilec

Mini 4,5 - 4,7 9 - 10A 12 - 15 20 - 25B 30 40 - 45DipcellC 60 - 68 100 - 110

Clorid L-30 12 - 14 15AC - 5 5 5

AquachlorAC - 25 17 - 19 20 - 25

Fuente de Poder

Celda electrolítica

Recipiente de producción

EQUIPO GENERADOR

Producción hipoclorito

Reacciones químicas que se producen en la electrólisis de la salmuera

ánodo: Cl- → ½Cl2 + e-

cátodo: H2O + e- → ½ H2 + OH-

Cl2 + H2O → HClO + Cl- + H+

Influencia electrodo

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

00:00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:0

TIEMPO (hh:mm)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(g C

l 2/L

)

Con carga Sin carga

25 minutos

Sin carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmueraCon carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera y con una carga adicional de 31 cm.

Estabilidad desinfectante

[HOCl]][OCl][HK

−+

=a

]][10[K1100

CtHOCl

pHa+=

Estabilidad del desinfectante producido

HClO ↔ ClO- + H+

La disociación está relacionada con el valor del pH de la solución (iones H+).Por ello es posible determinar el porcentaje de ácido hipocloroso y ión hipoclorito presentes en una solución a un determinado valor de pH y temperatura.

Porcentaje HCLO en la solución desinfectante

0%

20%

40%

60%

80%

100%

0 2 4 6 8 10 12 14

pH

POR

CEN

TAJE

DE

HC

lO

Estabilidad en condiciones diversas

0,450,42

0,560,58

0,230,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 4 8 12 16 20 24 28

TIEMPO (días)

CO

NC

EN

TR

AC

IÓN

(%)

pH = 8,7

pH = 9,5

pH = 12,5pH = 10,5

Puntos claros: con luz artificialPuntos oscuros: sin luz artificial

Equipo con energía eléctrica

Dimensionamiento del sistema

• Capacidad de producción del equipo • Concentración, volumen, tiempo de producción y

tasa de producción.• Número de familias del sistema• Demanda diaria de desinfectante• Demanda total de desinfectante • Volumen neto de producción.• Frecuencia de producción• Cálculo del tiempo de producción• Corrección del tiempo de producción

Tabla de dimensionamiento

40120040,032,09:096801-96040120040,032,09:095641-80040120040,032,09:094481-64040120040,032,09:093321-48040120040,032,09:092161-32040120040,032,09:09120-160

(N° cucharaditas)(gramos)(litros)(litros)(h:mm)(veces)N°

CalSalVolumen apreparar

Volumenútil

Tiempo deproducción

Frecuencia deproducción en el

cicloFamilias

Amperaje: 12,5 A Tasa: 1,75 g Cl2/amp-hr

Equipo con energía solar

CRITERIOS DE DISEÑO

SELECCIÓN DEL EQUIPO:

1. Establecer el consumo de solución hipoclorito de sodio

w (g/h) = Q (m3/h)x D(mg Cl2/l)

Q= caudal de diseño D= dosis del desinfectante

w = consumo del desinfectante (g Cl2/ h)

2. Elección del equipo:

Capacidad de producción: We (g Cl2/h)

Concentración de la solución: ( %)

CRITERIOS DE DISEÑO

CAUDAL DE TRATAMIENTO:

Q(m3/h) x D(mg/l)c(%) x 10

TIEMPO DE OPERACIÓN:

Conociendo we, del equipo seleccionado:

t (h) = (w (g /h) x 24 h)/we(g/h)

q =

CRITERIOS DE DISEÑO

VOLUMEN DE SALMUERA:

we(g/h) x t (h)c (%) x 10

CANTIDAD DE SAL:

Ws (g) =V (l) x c(g/l)

Vs(l) =

SELECCIÓN DE EQUIPO:Parámetros de diseño: Q=10 l/s, 36 m3/h

D=1,5 mg/l

Cálculo del consumo de cloro por hora:

w = 36 x 1,5 = 54 g/h

Sugestión: Equipo seleccionado: 100 g/h

Ejemplo

CAUDAL DE TRATAMIENTO:

36 x 1,50,5 x 10

q = 10,8 l/h

TIEMPO DE OPERACIÓN:

t = (54 x 24/100)= 13 h

Ejemplo

q =

VOLUMEN DE SALMUERA:

100 x 130,5 x 10

Vs = 260 l/h

CANTIDAD DE SAL:

Ws = 260 x 30 = 7800 g

Ejemplo

Vs =

Filtración

Tapa superior

Velas filtrantes

Tapa inferior

Grifo

Prefiltro degeotextil Microtubo ∅

1mmAnillo

lastrado

Almohadilla de geotextil

Bidón de almacenamiento

Arena seleccionada

Agujeros de ventilación

Filtro Filtro cerámico (FC)cerámico (FC)

FC con prefiltroFC con prefiltrode arenade arena

FiltroFiltrolentolento

Filtración del agua

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

TIEMPO (horas)

TA

SA D

E F

ILT

RA

CIÓ

N (m

3/(m

2 x

dïa)

)

Vela 50 UNT Vela+arena 50 UNT Arena 50 UNT

Vela 500 UNT Vela+arena 500 UNT Arena 500 UNT

Requerimientos inst. Sist. Electrólisis

1. Un ambiente con dimensiones de aproximadamente cuatro por cuatro metros.

2. El local deberá tener seguridad para evitar robos del equipo.

3. Deberá tener buena ventilación.

INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

Energía eléctrica - operación

1. Preparar la salmuera en una relación de 30 gramos por cada litro de agua.

2. Introducir el electrodo en la solución de salmuera.3. Seleccionar el tiempo requerido según tabla.4. Con el selector 1,2 y 3 , escoger el voltaje requerido y

obtener la corriente deseable de trabajo (12-13 Amp)5. Terminada la producción se debe agregar la cantidad de

cal que se indica en la tabla y luego dejar reposar cuatro horas.

6. Envasar la solución de hipoclorito.

Energía eléctrica - mantenimiento

Fuente:1. La fuente deberá ser limpiada cada 2 ó 3

meses2. Desconectar la fuente de poder de la red de

suministro eléctrico3. Desconectar la celda4. Limpiar el polvo con una brocha del disipador

de energía y del transformadorElectrodo:1. Preparar una solución de vinagre con agua en

una relación de 1 a 52. Introducir el electrodo en al solución durante

dos horas