El tratamiento UV es un proceso físico utilizado en el tratamiento de aguas y aguas residuales para la desinfección, oxidación y eliminación de compuestos orgánicos. A diferencia de los procesos químicos como la cloración o la ozonización, el tratamiento UV es puramente físico y no deja residuos químicos. Por lo tanto, es especialmente respetuoso con el medio ambiente y se utiliza en el tratamiento de agua potable, el tratamiento de aguas de proceso, el tratamiento de aguas residuales y para la reducción del COT (carbono orgánico total).
El uso de radiación UV de alta energía permite inactivar microorganismos, oxidar compuestos orgánicos y descomponer contaminantes persistentes como fármacos, pesticidas y productos químicos residuales. Procesos avanzados como oxidación UV desempeñan un papel fundamental, especialmente en la reducción de contaminantes difíciles de degradar en el agua.
Índice
Fundamentos de la radiación UV
El efecto del tratamiento UV se basa en la radiación ultravioleta, una parte del espectro electromagnético rica en energía con longitudes de onda entre 100 y 400 nanómetros (nm). La radiación UV se divide en tres categorías:
- UV-A (315-400 nm): Actúa principalmente sobre las moléculas orgánicas, pero con baja densidad de energía.
- UV-B (280-315 nm): Densidad energética media, nociva para las células vivas.
- UV-C (100-280 nm): La mayor densidad de energía, utilizada para el tratamiento del agua, ya que inactiva eficazmente los microorganismos y rompe los enlaces químicos.
La radiación UV-C se utiliza principalmente en la tecnología del agua y las aguas residuales, sobre todo a una longitud de onda de 254 nm, ya que es ideal para la inactivación del ADN de microorganismos y la oxidación de sustancias orgánicas.
Aplicaciones técnicas del tratamiento UV
1. Desinfección UV
La desinfección UV es una de las aplicaciones más comunes del tratamiento UV y se utiliza para inactivar microorganismos como bacterias, virus, protozoos y hongos.
Mecanismo de acción:
- La radiación UV-C destruye las estructuras de ADN/ARN de los microorganismos mediante la formación de dímeros de timina. Esto impide que los microorganismos se dividan y multipliquen.
- A diferencia de los desinfectantes químicos, el tratamiento UV no deja subproductos como cloraminas o compuestos halógenos orgánicos.
Ámbitos de aplicación:
- Tratamiento del agua potable: garantizar la calidad higiénica del agua.
- Tratamiento de aguas de proceso: reducción de gérmenes en las industrias farmacéutica y alimentaria.
- Sistemas de agua de refrigeración: prevención de la contaminación microbiana y la bioincrustación.
2. Oxidación UV (procesos avanzados de oxidación, AOP)
La oxidación UV combina la radiación UV con oxidantes químicos como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) o el ozono (O₃) para generar radicales hidroxilo (-OH), muy reactivos y capaces de oxidar contaminantes difíciles de descomponer.
Principio de acción:
La radiación UV desdobla el H₂O₂ o el O₃ en radicales hidroxilo.
Estos radicales atacan a las moléculas orgánicas y las descomponen en compuestos más pequeños y menos tóxicos, como dióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O).
Aplicación:
- Eliminación de microcontaminantes como pesticidas, productos farmacéuticos y disruptores endocrinos.
- Eliminación de microcontaminantes y sustancias poco degradables.
- Eliminación de olores y eliminación del color de las corrientes de agua.
Foto: Reactor UV con espectro UV definido para la formación de radicales hidroxilo altamente radicales del ALMA OXI UV.
3. Reducción del COT por UV
La reducción del carbono orgánico total (COT) es especialmente importante en el tratamiento del agua ultrapura y del agua de proceso. El COT representa la proporción total de compuestos de carbono orgánico en el agua y es un indicador de la pureza del agua.
Mecanismo de acción:
- La radiación UV descompone las moléculas orgánicas en fragmentos más pequeños, que se oxidan a dióxido de carbono (CO₂) y agua.
- La combinación de radiación UV y peróxido de hidrógeno (UV/H₂O₂) es especialmente eficaz en este caso.
Ámbitos de aplicación:
- Industria electrónica: producción de agua de gran pureza para procesos de semiconductores.
- Industria farmacéutica: producción de agua ultrapura para aplicaciones estériles.
- Tratamiento del agua de laboratorio: eliminación de trazas orgánicas para garantizar la precisión analítica.
Realización técnica del tratamiento UV
La realización técnica del tratamiento UV tiene lugar en reactores especialmente desarrollados que garantizan una irradiación uniforme del agua.
Estructura de un reactor UV
Lámparas UV:
- Lámparas de mercurio de baja presión: Eficaces a 254 nm, baja densidad energética.
- Lámparas de media presión: Mayor potencia, espectro más amplio, adecuadas para la oxidación UV.
Carcasa del reactor:
- Fabricado en acero inoxidable para garantizar la resistencia a la corrosión y la máxima reflexión de la radiación UV.
Control de flujo:
- El caudal se regula para que el agua se irradie durante un tiempo suficiente para lograr el rendimiento de desinfección u oxidación deseado.
Desafíos del tratamiento UV
- Contaminación de las lámparas: Los depósitos en las envolturas de las lámparas pueden perjudicar la eficacia de la irradiación. Es necesario limpiarlas periódicamente.
- Intensidad de irradiación: La intensidad de las lámparas UV disminuye con el tiempo, por lo que es necesario sustituirlas periódicamente.
- Calidad del agua: La turbidez o los altos niveles de materia en suspensión en el agua pueden reducir la permeabilidad a los rayos UV. A menudo es necesaria la filtración previa.
Ventajas del tratamiento UV
- Respetuoso con el medio ambiente: sin residuos ni subproductos químicos.
- Eficacia: Muy eficaz contra microorganismos y contaminantes orgánicos.
- Rapidez: el tratamiento se realiza en tiempo real, sin largos tiempos de contacto.
- Versatilidad: Apto para desinfección, oxidación y reducción de COT.
Conclusión
El tratamiento UV es un proceso pionero en la tecnología del agua y las aguas residuales. Su capacidad para inactivar microorganismos sin aditivos químicos y oxidar contaminantes difíciles de descomponer lo convierten en una solución eficaz y respetuosa con el medio ambiente para una amplia gama de aplicaciones.
Especialmente en combinación con peróxido de hidrógeno u ozono, la oxidación UV muestra su fuerza en la eliminación de microcontaminantes y la reducción del COT. Con la implementación técnica adecuada y un mantenimiento regular, la tecnología UV ofrece un método sostenible para mejorar la calidad del agua en aplicaciones industriales y medioambientales.
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