17. Ventajas y desventajas del uso del cloro como desinfectanteVentajas La cloracin es una tecnologa bien establecida. En la actualidad la cloracin es ms eficiente en trminos de costo que la radiacin UV o la desinfeccin con ozono (excepto cuando la descloracin y el cumplimiento con requisitos del prevencin de incendios son requeridos). El cloro residual que permanece en el efluente del agua residual puede prolongar el efecto de desinfeccin an despus del tratamiento inicial, y puede ser medido para evaluar su efectividad. El cloro puede eliminar ciertos olores molestos durante la desinfeccin. La desinfeccin con cloro es confiable y efectiva para un amplio espectro de organismos patgenos. El cloro es efectivo en la oxidacin de ciertos compuestos orgnicos e inorgnicos. La cloracin permite un control flexible de la dosificacin.Desventajas El cloro residual, an a bajas concentraciones, es txico a los organismos acuticos y por ello puede requerirse la descoloracin. Todas las formas de cloro son muy corrosivas y txicas. Como consecuencia, el almacenamiento, el transporte y el manejo presentan riesgos cuya prevencin requiere normas ms exigentes de seguridad industrial. El cloro oxida ciertos tipos de materiales orgnicos del agua residual generando compuestos ms peligrosos (tales como los metanos trihalogenados [MTH] ). El nivel total de slidos disueltos se incrementa en el agua efluente. El cloro residual es inestable en presencia de altas concentraciones de materiales con demanda de cloro, por lo cual pueden requerirse mayores dosis para lograr una desinfeccin adecuada. Algunas especies parsitas han mostrado resistencia a dosis bajas de cloro, incluyendo los oocistos de Cryptosporidium parvum, los quistes de Entamoeba histolytica y Giardia lamblia, y los huevos de gusanos parsitos. Se desconocen los efectos a largo plazo de la descarga de compuestos de la descloracin al medio ambiente. http://water.epa.gov/aboutow/owm/upload/2004_07_07_septics_cs-99-062.pdf

18. Explica con detalle el proceso de desinfeccin por radiacin ultravioletaEl sistema de desinfeccin con luz ultravioleta (UV) transfier El sistema de desinfeccin con luz ultravioleta (UV) transfiere energa electromagntica desde una lmpara de vapor de mercurio al material gentico del organismo (ADN o ARN). Cuando la radiacin UV penetra en las paredes de la clula de un organismo, esta destruye la habilidad de reproduccin de la clula. La Desinfeccin con luz ultravioletaradiacin UV, generada por una descarga elctrica a travs de vapor de mercurio, penetra al material gentico de los microorganismos y retarda su habilidad de reproduccin.

La eficacia del sistema de desinfeccin con luz ultravioleta depende de las caractersticas del agua residual, la intensidad de la radiacin, el tiempo de exposicin de los microorganismos a la radiacin y la configuracin del reactor. Para cualquier planta de tratamiento, el xito de las actividades de desinfeccin est directamente relacionado con la concentracin de componentes coloidales y de partculas en el agua residual.

Los componentes principales del sistema de desinfeccin con luz UV son las lmparas de vapor de mercurio, el reactor y los balastros electrnicos (ballasts). La fuente de luz UV son las lmparas de arco de mercurio de baja o mediana presin, bien sea de intensidad baja o alta.

La longitud de onda ptima para desactivar eficazmente los microorganismos se encuentra en el rango de 250 a 270 nm. La intensidad de la radicacin emitida por la lmpara se disipa a medida que la distancia de la lmpara aumenta.

Las lmparas de baja presin emiten bsicamente luz monocromtica a una longitud de onda de 253.7 nm. Las longitudes estndar de las lmparas de baja presin son de 0.75 y 1.5 metros, y sus dimetros van de 1.5 a 2.0 cm.

La temperatura ideal de la pared de la lmpara se encuentra entre 95 y 122 Fahrenheit.Las lmparas de mediana presin son generalmente utilizadas en instalaciones de mayor tamao. Estas lmparas de luz UV tienen una intensidad germicida aproximadamente 15 a 20 veces mayor que las lmparas de baja presin. La lmpara de mediana presin desinfecta ms rpido y tiene ms capacidad de penetracin debido a su mayor intensidad. Sin embargo, estas lmparas operan a temperaturas ms altas con un mayor consumo de energa elctrica. Existen dos tipos de configuraciones de reactor para el sistema de desinfeccin con luz UV: de contacto, y sin contacto. En ambos casos, el agua residual puede fluir en forma perpendicular o paralela a las lmparas. En el caso del reactor de contacto, la serie de lmparas de mercurio est recubierta con mangas de cuarzo para minimizar los efectos de enfriamiento del agua residual. e energa electromagntica desde una lmpara de vapor de mercurio al material gentico del organismo (ADN o ARN). Cuando la radiacin UV penetra en las paredes de la clula de un organismo, esta destruye la habilidad de reproduccin de la clula. Ventajas La desinfeccin con luz UV es eficaz para la desactivacin de la mayora de los vruses, esporas y quistes. La desinfeccin con luz UV es ms un proceso fsico que una desinfeccin qumica, lo cual elimina la necesidad de generar, manejar, transportar, o almacenar productos qumicos txicos, peligrosos o corrosivos. No existe ningn efecto residual que pueda afectar a los seres humanos o cualquier organismo acutico. La desinfeccin con luz UV es de uso fcil para los operadores. La desinfeccin con luz UV tiene un perodo de contacto ms corto en comparacin con otros desinfectantes (aproximadamente de 20 a 30 segundos con la utilizacin de las lmparas de baja presin). El equipo de desinfeccin con luz UV requiere menos espacio que otros mtodos. Desventajas La baja dosificacin puede no desactivar efectivamente algunos vruses, esporas y quistes. Algunas veces los organismos pueden reparar o invertir los efectos destructivos de la radiacin UV mediante un mecanismo de reparacin, tambin conocido como fotoreactivacin o, en ausencia de radiacin, como reparacin en oscuro. Un programa de mantenimiento preventivo es necesario para controlar la acumulacin de slidos en la parte externa de los tubos de luz. La turbidez y los slidos suspendidos totales (SST) en el agua residual hacen que la desinfeccin con luz UV sea ineficaz. El uso de la desinfeccin con lmparas UV de baja presin no es tan efectivo en el caso de efluentes secundarios con niveles de SST mayores a 30 mg/L. La desinfeccin con luz UV no es tan econmica como la desinfeccin con cloro, pero los costos son competitivos cuando la cloracin requiere descloracin y se cumple con los cdigos de prevencin de incendios.http://water.epa.gov/aboutow/owm/upload/2004_07_07_septics_cs-99-064.pdf

19. Osmosis inversa

El fenmeno de la smosis inversa fue descrito por vez primera por Sir Charles E. Reid en el ao 1953 para obtener agua potable procedente del agua del mar y constituir una fuente de agua potable. La propuesta de Sir Reid fue sometida a consideracin por la Oficina de Aguas Salinas de EUA y aparecieron algunas objeciones a la idea. En una de ellas se consideraba a la smosis inversa como un proceso no prctico o de difcil logro y que en caso de funcionar, sera tan solo una curiosidad a modo de experimento didctico de laboratorio.

La controversia ms dura a la propuesta de Reid fue cuando se demostr que se careca, por aquel entonces, de una membrana de caractersticas y calidad adecuada para efectuar de forma eficiente el proceso de smosis inversa tal como se haba descrito. Efectivamente, al aprobarse el proyecto de Sir Reid se determin que era un problema enorme el hecho de conseguir una membrana osmtica que tuviera las capacidades fsicas y qumicas de realizar ese proceso sin sufrir alteraciones en su naturaleza ni interferir qumicamente con el disolvente. Las dificultades tcnicas aludidas y las objecciones bsicamente fueron las siguientes:

1. La carencia de una membrana lograda que resistiera de manera estable qumicamente las soluciones salinas sin degradarse.

2. Las membranas logradas en la poca eran muy poco porosas o inconsistentes como para permitir el trnsito del solvente, que se trataba de agua pura y demasiado abiertas en el poro para tener un coeficiente apropiado de reflexin de Staverman, o lo que es lo mismo, un bajo rechazo de sales disueltas.

3. La rpida saturacin de la membrana osmtica requera de una limpieza constante o lavado tangencial peridico o lo que resultaba ms grave, su sustitucin.

La solucin al problema de la separacin del agua pura a partir de agua marina o aguas salobres, fue resuelta con xito por el descubrimiento de una membrana de acetato de celulosa en el ao 1959 y su subsiguiente produccin en serie.

Este descubrimiento sigui a otro logrado por S. Loeb y por S. Sourirajan en los aos 60, al demostrarse que la membrana de Reid y Breton mejoraba el flujo de solvente y rechazo de sales.

Cuando la membrana se haca de forma asimtrica en lugar de emplear una superficie homognea se mejoraba sustancialmente el rendimiento. Luego se comprob, por observaciones al microscopio de alta resolucin, que la asimetra en la membrana de Loeb y Surirajan se deba a la presencia de una delgada pelcula polmrica de grado amorfo con correspondientes secciones cristalinas sobre la superficie de dicha membrana. Esta pelcula es la parte activa de la membrana y es la responsable de la exclusin de los solutos, al ser la que se encuentra en contacto con ellos en su cara activa. El cuerpo estructural restante de la membrana sirve como soporte fsico y es una estructura polmera esponjada altamente porosa que aporta resistencia al formato y diseo.

Con estos tipos de membranas se lograron eficientemente los processo de smosis inversa, zanjando de una vez por todas las discusiones de aquellos que pensaron que esa inversin fsica nunca funcionara en la prctica de manera rentable.

En esta dcada de los sesenta se consigui comprender aquellos efectos de oclusin y saturacin de las membranas bajo operacin contnua, as como la necesidad de tratamientos bioqumicos y oxidativos del agua de alimentacin, por la presencia de determinados micro organismos que utilizan a la membrana como base nutriente y terminan degradndola.

Si el proceso fuera reversible, habra que evitar la mezcla de aguas. Por ejemplo, la presin osmtica del agua de mar es de 24 atmsferas, mientras que los equipos que obtienen agua potable a partir de agua de mar operan en la prctica con presiones de 100 atmsferas o mayores. Esta circunstancia invalidara el proceso o lo hara menos productivo.

Uno de los mayores logros en el terreno de los polmeros de la dcada de los aos sesenta, fue hacer econmica y rentable la aplicacin de la smosis inversa en la obtencin de agua potable a partir de aguas salobres o para mejorar el agua potable domstica y entrar en competencia con otros sistemas de purificacin como era la destilacin y otras filtraciones mecnicas. Esta posibilidad fue consecuencia directa del perfeccionamiento de la membrana de acetato de celulosa y una comprensin ms clara de los procesos fsicos en una solucin salina con pesencia de dichas membranas.

Al principio se pens que el proceso fsico de smosis inversa sera espectacularmente eficiente, pues se pens que bastara con exceder ligeramente la presin osmtica del sistema para conseguir la inversin osmtica determinada por la simple inversin de presiones en el sistema de la smosis directa. Realmente no se estaba tomando muy en cuenta la segunda ley de la termodinmica ya que en lo que se requiere un trabajo adicional para su correcto funcionamiento en contra de posibles irreversibilidades de la direccin de flujo del solvente y cuanto ms lejos del equilibrio se manifieste, mayor ser el aporte de energa necesario para realizarlo. Realmente, result que en el funcionamiento de dicho efecto se requiere de la aplicacin de una presin de trabajo mucho mayor al valor nominal de la presin osmtica efectiva e invertir las energas a razn de hasta unas 10 veces ms que la requerida en el proceso terico.

http://www.acquamatter.com/osmosis_inversa_proceso.htm

20. Investiga los diferentes tratamientos de lodos que existenLos tratamientos de lodos o fangos se pueden dividir en: Espesado Estabilizacin Acondicionamiento Deshidratacin

EspesadoEspesadores por gravedadCon este tipo de separadores conseguimos separar la fase slida de la lquida. El funcionamiento es similar al de los decantadores.Este tipo de espesadores suelen constar de una cubeta, por lo general cilndrica fondo cnico. Aparece tambin un puente mvil donde se sitan dos brazos con sendas rasquetas, movidos por un motor que acciona el eje central. La funcin de estas rasquetas es la de concentrar los slidos y conducirlos a la parte central del fondo cnico, y proceder a su evacuacin.El agua entra por la parte central del aparato mediante una campana tranquilizadora, la cual reparte el agua de manera uniforme. Las partculas en suspensin decantan de forma individual o formando flsculos.Este tipo de espesadores suelen estar tapado para evitar olores.La solera del espesador debe tener una pendiente mnima del 10%. Existen otro tipo de recomendaciones para el diseo de espesadores que se resumen en la siguiente tabla:Carga de slidos (kg/m2)Carga hidrulica (m3/m2/h)Tiempo de retencin (h)Concentracin fango espesado (g/l)

Fangos primarios