Control de Materia Orgánica Biodegradable (Tratamiento Primario)

enfermedades asociadas con el consumo de agua, a través de la destrucción de agentes patógenos. Este tratamiento debe incluir una etapa de desinfección final, en la que se remueven aquellas bacterias y microorganismos que puedan haber escapado al tratamiento primario. Los desinfectantes oxidativos como el cloro, las monocloraminas, el ozono o el peróxido de hidrógeno son los más comúnmente utilizados.

Las prácticas de tratamiento convencionales y, en especial el proceso de desinfección, debe incluir una etapa de cloración, seguida de la disposición de monocloraminas como desinfectante residual en la red36. Adicionalmente, durante la etapa de post-filtración se lleva a cabo la adición de cal (ajuste de pH) y fosfato bimetálico para controlar la corrosión.

36 _{El proceso de tratamiento del agua para consumo incluyen, entre otros, las siguientes etapas:}

desinfección, coagulación, floculación, adición de carbono activado y filtración.

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Respecto al control de otro tipo de materia orgánica, la información generada mediante las técnicas de control y monitoreo implementadas por las plantas de tratamiento, revela que durante el proceso de potabilización el agua no presenta concentraciones considerables de aquellas partículas que, entre otros, generan color. Esta información sugiere que los materiales causantes de coloración surgen en la red de distribución.

Por otro lado, a partir del control de los niveles de carbono orgánico asimilable (COA), carbono orgánico biodegradable (COB) 37 y de las concentraciones de nutrientes en general, es posible reducir las tasas de recrecimiento de biopelículas en sistemas de distribución de agua potable. Estos niveles pueden manejarse a partir de procesos de tratamiento más adecuados y su disminución implica ciertos beneficios relacionados con la reducción en las concentraciones de desinfectante residual requeridas.

Sin embargo, es importante considerar que no es posible establecer valores fijos e invariables de COA o COB, que indistintamente controlen el desarrollo de comunidades sésiles en redes de distribución, pues estos valores son específicos al sistema y dependen de un gran número de parámetros y condiciones que varían de red a red (material de la tubería, temperatura, concentración del desinfectante residual, entre otros).

5.4.1.1 Modificación del pH

El metabolismo y el crecimiento de algunas especies bacterianas se ve afectado, directamente, por el pH del agua en la red (Meckes, Haught, Dosani, Clark y Sivaganesan, 2000). Por lo tanto, la modificación de su valor constituye un mecanismo efectivo para controlar la actividad microbiológica.

Las investigaciones desarrolladas por Meckes, Haught, Dosani, Clark y Sivaganesan (2000), respecto a la variación en las densidades relativas de comunidades sésiles formadas en tuberías de distribución de agua potable, para 5 muestras de agua (1 muestra referencia con pH = 10.0, y 4 con valores de pH modificado), corroboran cómo, a partir del incremento del pH del agua, es posible controlar la ocurrencia o formación de biopelículas: la evaluación de las muestras, 24 horas después de iniciado el proceso de modificación del pH, reveló un efecto mínimo en la densidad relativa de 4 de las formaciones bacterianas, mientras se reportó una reducción considerable en la densidad correspondiente a la muestra ajustada con pH = 5.0 (alrededor de 1.27 log10, respecto a 0.53 log10, para la muestra base). Tras 1 semana de operación, las muestras de biopelícula

37 _{Las biopelículas requieren concentraciones permanentes de COB para mantener su integridad. A partir de}

estudios de laboratorio se ha confirmado que mediante la eliminación de los niveles de COB se genera una disminución considerable en la biomasa de la comunidad sésil.

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con régimen de pH bajo, presentaron una disminución de aproximadamente 3 log10, en términos de conteos de CFU38. En la figura 5-4 se observan estos resultados.

Figura 5-4. Variación en la densidad relativa de biopelículas con ajuste de pH Fuente: http://www.selements.net/

5.4.1.2 Régimen de cloración y/o composición del soluto

Este procedimiento se lleva a cabo como parte de los mecanismos de inactivación de microorganismos y agentes patógenos (acción germicida del cloro), además de promover la oxidación de compuestos de hierro, manganeso y sulfuros de hidrógeno y la destrucción de aquellos que producen olor y sabor. Su efectividad depende de ciertas características o factores que, entre otros, incluyen:

Tipo y concentración de los organismos presentes en el agua. Concentración del desinfectante.

Tiempo de contacto.

Características químicas y temperatura del agua.

38 _{Para aquellas muestras con pH modificado a 6.0 y 9.0, se registró una reducción considerable en las}

densidades de biopelícula. Sin embargo, este proceso de disminución en los conteos de CFU fue más contundente y acelerado para el caso de pH = 5.0.

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Generalmente, la adición de desinfectantes o cloración se lleva a cabo tras efectuar un proceso de filtración. Entre otras, es posible implementar sustancias como el hipoclorito de sodio al 5.1%, que deberá permanecer en contacto con el agua por alrededor de 20 minutos.

5.4.1.3 Sustitución de coagulantes generadores de productos férricos A partir de la sustitución de coagulantes como el sulfato o hidroxicloruro de aluminio por coagulantes de tipo orgánico de diferentes viscosidades (como poliaminas y polidadmacs), se reduce la incidencia y generación de subproductos férricos que promueven la formación y crecimiento de biopelículas en redes de distribución.

5.4.1.4 Incorporación de biocidas aplicados mediante campos eléctricos La desinfección de cuerpos de agua mediante campos electromagnéticos (a través de microorganismos en suspensión) ha demostrado ser un mecanismo efectivo que reduce la contaminación del agua por agentes químicos o subproductos tóxicos, además de facilitar los procesos de tratamiento. Esta incorporación de biocidas destruye la carga bacteriológica del agua y aquellos microorganismos básicos en comunidades sésiles o biopelículas. El procedimiento consiste en la circulación de agua a través de 2 electrodos fijos (aleaciones de cobre y plata) con diferencia de potencial, que constituyen un mecanismo ionizador.