Si bien el desarrollo de la lámpara de Hg data de 1901, los r-UV no se usaron en principio para desinfección debido a los altos costes de operación y problemas de mantenimiento que se presentaron. El desarrollo de fuentes más baratas y eficaces ha hecho que vaya aumentando su aplicación.
Dosis necesaria=
Ensayos de laboratorio, bajo condiciones ideales, han determinado que, para el E.Coli, las dosis para un 90% (D10) y 99.9% de inactivación son 3mWs/cm2 y 9mWs/cm2, respectivamente.
En condiciones reales, hay factores que influyen en la dosis:
Un fluido que no transmite la radiación de longitud de onda 253.7nm con la misma eficacia que el agua pura hará que disminuya la intensidad recibida por los microorganismos
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La intensidad de la radiación UV disminuye con el envejecimiento de la lámpara ■
El ensuciamiento del tubo de cuarzo también disminuirá la intensidad de la radiación ■
Si el caudal a desinfectar es mayor que el de diseño para el equipo, la dosis disminuirá, debido al menor tiempo de contacto
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Puede demostrarse que D = 216 * 1/Q (m3/h)
Según esto, un A.R. poco tratada no es deseable, siendo aconsejable una transmisividad mínima de la radiación UV del 50% a través de un espesor de 1cm., lo que corresponde a un efluente con
tratamiento secundario, para lo cual debe preverse un sistema de limpieza de las lámparas ( por ej. con una solución al 10% de Ac. Cítrico ), y es importante incluir un sistema de control del
rendimiento de la desinfección en función de la transmisividad, el caudal de agua a desinfectar y el nivel de contaminación del tubo de cuarzo de protección de la lámpara, lo que se consigue mediante un equipo de detección de la intensidad de la radiación UV y un control automático de nivel en el canal de desinfección.
La dosis estimada para obtener una reducción de tres unidades logarítmicas (99.9% ) en el número de coliformes fecales de un efluente es de 30 mWs/cm2.
Reactor
Cualquier reactor ó cámara de rayos UV debe estar diseñado para que funcione satisfactoriamente con la turbiedad del efluente a desinfectar y para evitar o minimizar, en lo posible, dos fenómenos que, en caso contrario, limitarían el rendimiento del sistema de desinfección: El cortocircuito y la fotorreactivación.
Turbidez:
La radiación UV penetra, a través del fluido, las paredes de las células de los microorganismos, siendo la energía efectiva únicamente la absorbida por ellos. Si hubiese sólo una partícula en el agua, podría evitarse que actuase de escudo protector sobre los microorganismos, diseñando la cámara de forma que aquella recibiese radiación desde todos los ángulos esféricos. Sin embargo, al haber normalmente muchas partículas, siempre hay un efecto protector de las mismas que puede minimizarse si el agua circula en la cámara en régimen turbulento.
Por tanto, en el diseño hay que considerar: El flujo debe ser turbulento
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El agua debe recibir los rayos Uv desde todas direcciones ■
Corto-circuito
Se denomina cortocircuito al paso de parte del agua por la cámara, sin haber recibido tratamiento, debido a las condiciones del flujo. Incluso un muy pequeño grado de corto-circuito puede ser
extremadamente dañino, habiéndose confirmado mediante trazadores que basta que una parte por mil bypase la cámara, para que no pueda obtenerse un grado de desinfección mayor del 99.9% de
reducción, tres unidades logarítmicas en lugar de seis u ocho que podrían obtenerse, dependiendo del A.R.tratada.
Foto-reactivación
La luz visible puede reparar el daño hecho las bacterias “tocadas”, que no tienen capacidad de
reproducirse, pero no han sido matadas. Por tanto, la exposición a la luz inmediatamente después que a la radiación UV, dará lugar a la curación de aquéllas.
Para evitarlo, lo mejor es matar a los microorganismos para lo que se necesita una dosis real de, al menos, 30000 ìWs/cm2.
Las lámparas deben colocarse en la cámara de forma tal que no absorban energía de los adyacentes, ya que de lo contrario, podrían absorber hasta el 80% de la energía emitida, originándose la foto- reactivación.
Tipos de Reactores
Básicamente pueden considerarse dos tipos de reactores, según que las lámparas de rayos UV no estén en contacto con el fluido a desinfectar, por el contrario, estén introducidas en su seno. En el primer caso, el fluido circula por el interior de un tubo de teflón o de cuarzo, estando las lámparas montadas alrededor del mismo, exteriormente Colocando, además, unos reflectores de forma adecuada, se consigue un campo de radiación muy intenso, más en el centro, de forma que el perfil de intensidad se adapte lo más posible al perfil del flujo del agua ( flujo a desinfectar)
La principal ventaja es que las lámparas no se ensucian y no existen partes móviles, siendo únicamente necesario limpiar el tubo a intervalos que pueden llegar a 2 meses, para efluentes secundarios.
Sin embargo, para A.R. es más empleado el segundo tipo de reactor, que puede ser en conducción cerrada o en canal, si bien es este último el más utilizado, ya que permite un desarrollo modular para adaptarse a caudales y estructuras diferentes, pudiendo ser equipados con el número ideal de
lámparas.
Dependiendo del tamaño del equipo completo, se montan varias lámparas en fila, formando un módulo. Los módulos se montan verticalmente en el canal, mediante consolas de apoyo, son variables en la dirección del flujo y pueden ser encendidas y apoyadas individualmente. Con objeto de lograr una distribución de la dosis en el reactor lo más ideal posible, algunos
fabricantes instalan lámparas planas, montadas de tal forma que el máximo de irradiación está en la dirección del flujo