XYLEM Y DUNEA DESARROLLAN PRIMER SISTEMA secuencial de proceso de oxidación avanzada (AOP) para agua potable

GLOBAL GLOBAL  En 2005, la empresa de agua holandesa Dunea, que suministra agua potable a 1,3 millones de personas, inició un ambicioso proyecto de investigación con Xylem. La empresa de servicios públicos deseaba reducir los microcontaminantes en su agua, manteniendo los niveles de bromato muy por debajo de los estándares recomendados.

El bromato, una sustancia potencialmente cancerígena, se puede formar cuando el agua que contiene bromuro se trata con ozono. Xylem y Dunea encontraron una forma innovadora de abordar este desafío.

Los microcontaminantes en las fuentes de suministro de agua son un problema creciente para las empresas de agua. Estos rastros químicos provienen de industrias, agricultura, hogares y hospitales. Esta categoría de contaminantes puede incluir productos farmacéuticos, compuestos disruptores endocrinos, productos para el cuidado personal, productos químicos industriales, pesticidas y agentes de contraste utilizados en imágenes médicas.

Obtener una ventaja en un creciente problema de microcontaminantes

En 2005, los expertos de Dunea observaron un aumento de microcontaminantes en la fuente del agua de la empresa. Aunque las concentraciones de contaminantes no eran motivo de preocupación de acuerdo con los estándares del agua potable, Dunea decidió invertir fuertemente en el desarrollo de estrategias y soluciones de tratamiento de agua para mitigar los microcontaminantes. Estas inversiones a largo plazo ayudarían a prevenir la acumulación de microcontaminantes y mejorarían la biodegradabilidad de los microcontaminantes en el tren de tratamiento de Dunea. Además, las inversiones ayudarían a asegurar el cumplimiento de las regulaciones de agua potable que pudieran surgir en el futuro.

Los microcontaminantes pueden eliminarse eficazmente del agua mediante la oxidación del ozono. Sin embargo, la fuente de agua de Dunea contiene bromuro, que eventualmente puede transformarse en bromato tóxico cuando se usa ozono para tratar el agua. El objetivo de Dunea era encontrar una solución para eliminar microcontaminantes y al mismo tiempo formar 20 veces menos bromato de lo que la Organización Mundial de la Salud (OMS) define como seguro para el agua potable.

Encontrar la combinación correcta de AOP

La primera fase del estudio piloto de Xylem en Dunea, entre 2009 y 2011, fue ver qué combinaciones de procesos de oxidación avanzados podrían reducir mejor cuatro microcontaminantes representativos.

Hay tres formas principales, sin cloro, en las que los servicios de agua tratan el agua potable por oxidación:

1. Luz ultravioleta (UV) -AOP.
2. Ozono u ozono-AOP
3. Combinaciones de los procesos.

El objetivo de todos estos procesos es la distribución de los microcontaminantes a nivel atómico, mediante el uso de ozono o radicales hidroxilo. Los radicales hidroxilo reemplazan o agregan ciertos átomos a los microcontaminantes, haciendo que pierdan sus propiedades tóxicas. Las reacciones ocurren en fracciones de segundos, después de lo cual los radicales hidroxilo ya no están presentes.

En el proceso UV-AOP, el agua contaminada se mezcla con bajas concentraciones de peróxido de hidrógeno y se irradia con una potente luz ultravioleta para formar los radicales hidroxilo. En un proceso de ozono-AOP, también se usa peróxido de hidrógeno. Se inyecta peróxido de hidrógeno en el agua, luego se dosifica ozono, lo que hace que se formen los radicales hidroxilo.

Asegurar reacciones rápidas entre el ozono y el peróxido de hidrógeno.

Con base en los resultados de la primera fase piloto, Dunea y Xylem concentraron la segunda fase en ajustar las dosis de ozono y peróxido de hidrógeno de la primera fase piloto, manteniendo la formación de bromato por debajo del estandar de Dunea.

Al agregar ozono al agua que contiene bromuro, cuanto más ozono agregue, más bromato se formará. Para minimizar la formación de bromato, Dunea y Xylem utilizaron un reactor de bucle de ozono con seis puntos de inyección de ozono consecutivos. Primero se agrega peróxido de hidrógeno al agua. Luego, el agua pasa por el reactor donde se inyecta ozono a través de los seis puntos de dosificación. Esto conduce a una mayor proporción de peróxido de hidrógeno / ozono disuelto en el agua, lo que limita la formación de bromato y contribuye a una reducción eficaz de los microcontaminantes.

El estudio piloto mostró que se necesitan reacciones muy rápidas y eficientes de ozono y peróxido de hidrógeno para mantener la formación de bromato por debajo del estándar de Dunea. Durante la inyección de ozono, no debe haber ningún lugar donde el ozono tenga tiempo de reaccionar con el bromuro. Basándose en los experimentos del reactor de bucle, Dunea y Xylem desarrollaron el innovador y único reactor DOP. Ayuda a asegurar reacciones inmediatas entre el peróxido de hidrógeno y el ozono para minimizar la formación de bromatos y reducir las microcontaminaciones.

Dos procesos de oxidación avanzados para una mejor calidad del agua

Una vez que el agua se trata con un AOP de ozono en el reactor DOP, se mueve con el peróxido de hidrógeno residual a través de un proceso de oxidación avanzada ultravioleta. El UV-AOP reduce aún más los microcontaminantes. Dado que el UV-AOP basado en peróxido de hidrógeno no forma bromato, es una adición ideal al ozono-AOP corriente arriba. Este proceso secuencial asegura una mayor reducción de microcontaminantes y aporta una barrera de tratamiento adicional para trazas de sustancias nocivas y patógenos.

El tren de tratamiento avanzado de Dunea incluye un generador de ozono, el reactor DOP, lámparas UV y reactores UV, todos suministrados por Xylem.

Instalación de un AOP innovador para la reducción de microcontaminantes

La estrecha cooperación entre Dunea y Xylem en el estudio piloto a largo plazo llevó en 2018 a Xylem a instalar el primer AOP secuencial del mundo para reducir los microcontaminantes y limitar la formación de bromatos.

En octubre de 2018 se puso a prueba la nueva solución. El innovador AOP en serie funcionó extremadamente bien, reduciendo la atrazina (herbicida) en un 73% y el ibuprofeno en un 90%. Si bien el umbral de la Organización Mundial de la Salud para el bromato es de 10 microgramos por litro, el nuevo proceso de AOP en Dunea mantiene el bromato por debajo de 0,5 microgramos por litro. Además, la solución de bajo consumo de energía de Xylem utiliza solo 0,15 kWh / m³ de energía para los procesos de ozono-AOP y UV-AOP. Esto significa que Dunea puede cumplir con sus estándares de calidad del agua y reducir los gastos de energía entre un 30 y un 50%.

Junto con el apoyo de Xylem, Dunea elevó su tren de tratamiento existente al siguiente nivel con una fuerte resistencia contra la contaminación por microcontaminantes ahora y en el futuro, creando una solución innovadora y sostenible para su comunidad. Más de 1,3 millones de personas en los Países Bajos se benefician ahora de agua potable fresca y saludable con una calidad mucho más alta que las regulaciones actuales para el agua potable.

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