Desinfección de agua y alimentos en el nivel domiciliario TECNOLOGÍAS DE DESINFECCIÓN Y FILTRACIÓN

Transcripción

1 Desinfección de agua y alimentos en el nivel domiciliario TECNOLOGÍAS DE DESINFECCIÓN Y FILTRACIÓN

2 Tecnologías de desinfección y filtración Alternativas Tecnológicas Electrólisis situ Filtros mesa in de Agente desinfectante o de tratamiento Hipoclorito de sodio Velas de cerámica Arena Variantes de las tecnologías identificadas Por tipo de energía Energía eléctrica Energía solar Por componentes Velas sin prefiltro de arena Velas con prefiltro de arena Arena sola

3 Criterios y selección de alternativas Matriz para la selección de tecnología Bacteriológica Baja carga o Alta carga Baja carga Alta carga Calidad del agua Turbiedad Cristalina (< 5) Ligeramente turbia (< 25) Altamente turbia (>25) Altamente turbia (> 25) Requerimiento de energía Eléctrica o Solar No Eléctrica o Solar Tecnología Electrólisis Proceso Microfiltración * Filtro de arena + microfiltración Filtro de arena + electrólisis * filtros de mesa con velas de cerámica

4 GENERALIDADES La desinfección con gases oxidantes fue promovida por la OPS, incentivándose las investigaciones para la generación in situ como alternativa para la desinfección de de agua. Este sistema está basado en la producción de gases de cloro y otros gases desinfectantes como ozono a partir de la electrólisis de la sal común.

5 ANTECEDENTES La OPS acuñó el término MOGGOD (Mixed Oxidant Gas Generated On Site for Disinfection) Se ha acuñado término MOGOD para denominar a la solución acuosa de gases oxidantes. Este término se ha tomado para denominar ambos tipos de productos.

6 DISEÑO MOGGOD

7 SISTEMA SOLUCIÓN DE GASES OXIDANTES(mogod) Insumos: Ánodo: solución 3 % de saturación (317 g/l) de NaCl Productos: Ánodo: solución acuosa de Cl 2, O 3, H 2 O 2 Cátodo: solución acuosa de NaOH

8 DISEÑO MIOX

9 EQUIPOS MIOX - SERIES SAL

10 EQUIPOS MIOX - SERIES SAL-80

11 ALTERNATIVAS DE GENERACIÓN IN SITU

12 EQUIPOS PRODUCTORES DE HIPOCLORITO DE SODIO Fuente de poder(transformador/rectificador) Celda electrolítica Ánodo: titanio con un recubrimiento especial DSA (dimensional stable anode). El cátodo es de titanio Recipiente de producción

13 ESPECIFICACIONES DE ALGUNOS EQUIPOS DE PRODUCCIÓN IN SITU CARACTERÍSTICAS * MARCA MODELO Corriente eléctrica Amp Capacidad g Cl 2 /h Sanilec Dipcell Mini 4,5-4, A B C Clorid L Aquachlor AC AC

14 EQUIPO GENERADOR Celda electrolítica Fuente de Poder Recipiente de producción

15 Producción hipoclorito Reacciones químicas que se producen en la electrólisis de la salmuera ánodo: Cl - ½Cl 2 + e - cátodo: H 2 O + e - ½H 2 + OH - Cl 2 + H 2 O HClO + Cl - + H +

16 Influencia electrodo 9 8 CONCENTRACIÓN (g Cl 2 /L) Sin carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera Con carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera y con una carga adicional de 31 cm. 25 minutos :00 00:30 01:00 01:30 02:00 02:30 03:00 03:30 04:00 04:30 05:00 05:30 06:00 06:30 07:0 TIEMPO (hh:mm) Con carga Sin carga

17 Estabilidad desinfectante Estabilidad del desinfectante producido HClO ClO - + H + Ka = + [H ][OCl [HOCl] ] La disociación está relacionada con el valor del ph de la solución (iones H + ). Por ello es posible determinar el porcentaje de ácido hipocloroso y ión hipoclorito presentes en una solución a un determinado valor de ph y temperatura. HOCl Ct 100 = 1+ [Ka][10 ph ]

18 Porcentaje HCLO en la solución desinfectante 100% 80% PORCENTAJE DE HClO 60% 40% 20% 0% ph

19 Estabilidad en condiciones diversas 0,6 0,58 0,56 ph = 12,5 ph = 10,5 CONCENTRACIÓN (%) 0,5 0,4 0,3 Puntos claros: con luz artificial Puntos oscuros: sin luz artificial 0,45 0,42 ph = 9,5 0,2 0, TIEMPO (días) ph = 8,7

20 Equipo con energía eléctrica

21 Dimensionamiento del sistema Capacidad de producción del equipo Concentración, volumen, tiempo de producción y tasa de producción. Número de familias del sistema Demanda diaria de desinfectante Demanda total de desinfectante Volumen neto de producción. Frecuencia de producción Cálculo del tiempo de producción Corrección del tiempo de producción

22 Tabla de dimensionamiento Familias Frecuencia de producción en el ciclo Tiempo de producción Volumen útil Volumen a preparar Sal Cal N (veces) (h:mm) (litros) (litros) (gramos ) (N cucharaditas) :09 32,0 40, :09 32,0 40, :09 32,0 40, :09 32,0 40, :09 32,0 40, :09 32,0 40, Amperaje: 12,5 A Tasa: 1,75 g Cl 2 /amp-hr

23 Equipo con energía solar

24 CRITERIOS DE DISEÑO SELECCIÓN DEL EQUIPO: 1. Establecer el consumo de solución hipoclorito de sodio w (g/h) = Q (m 3 /h)x D(mg Cl 2 /l) Q= caudal de diseño D= dosis del desinfectante w = consumo del desinfectante (g Cl 2 / h) 2. Elección del equipo: Capacidad de producción: W e (g Cl 2 /h) Concentración de la solución: ( %)

25 CRITERIOS DE DISEÑO CAUDAL DE TRATAMIENTO: q = Q(m 3 /h) x D(mg/l) c(%) x 10 TIEMPO DE OPERACIÓN: Conociendo w e, del equipo seleccionado: t (h) = (w (g /h) x 24 h)/w e (g/h)

26 CRITERIOS DE DISEÑO VOLUMEN DE SALMUERA: V s (l) = w e (g/h) x t (h) c (%) x 10 CANTIDAD DE SAL: W s (g) =V (l) x c(g/l)

27 Ejemplo SELECCIÓN DE EQUIPO: Parámetros de diseño: Q=10 l/s, 36 m 3 /h D=1,5 mg/l Cálculo del consumo de cloro por hora: w = 36 x 1,5 = 54 g/h Sugestión: Equipo seleccionado: 100 g/h

28 Ejemplo CAUDAL DE TRATAMIENTO: q = 36 x 1,5 0,5 x 10 q = 10,8 l/h TIEMPO DE OPERACIÓN: t = (54 x 24/100)= 13 h

29 Ejemplo VOLUMEN DE SALMUERA: V s = 100 x 13 0,5 x 10 Vs = 260 l/h CANTIDAD DE SAL: W s = 260 x 30 = 7800 g

30 Filtración Agujeros de ventilación Tapa superior Velas filtrantes Prefiltro de geotextil Anillo lastrado Microtubo 1mm Arena seleccionada Tapa inferior Almohadilla de geotextil Bidón de almacenamiento Grifo Filtro cerámico (FC) FC con prefiltro de arena Filtro lento

31 Filtración del agua 8,00 TASA DE FILTRACIÓN (m3/(m2 x dïa)) 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, TIEMPO (horas) Vela 50 UNT Vela+arena 50 UNT Arena 50 UNT Vela 500 UNT Vela+arena 500 UNT Arena 500 UNT

32 Requerimientos inst. Sist. Electrólisis 1. Un ambiente con dimensiones de aproximadamente cuatro por cuatro metros. 2. El local deberá tener seguridad para evitar robos del equipo. 3. Deberá tener buena ventilación.

33 INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

34 INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

35 INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

36 INSTALACIÓN DEL EQUIPO GENERADOR DE HIPOCLORITO

37 Energía eléctrica - operación 1. Preparar la salmuera en una relación de 30 gramos por cada litro de agua. 2. Introducir el electrodo en la solución de salmuera. 3. Seleccionar el tiempo requerido según tabla. 4. Con el selector 1,2 y 3, escoger el voltaje requerido y obtener la corriente deseable de trabajo (12-13 Amp) 5. Terminada la producción se debe agregar la cantidad de cal que se indica en la tabla y luego dejar reposar cuatro horas. 6. Envasar la solución de hipoclorito.

38 Energía eléctrica - mantenimiento Fuente: 1. La fuente deberá ser limpiada cada 2 ó 3 meses 2. Desconectar la fuente de poder de la red de suministro eléctrico 3. Desconectar la celda 4. Limpiar el polvo con una brocha del disipador de energía y del transformador Electrodo: 1. Preparar una solución de vinagre con agua en una relación de 1 a 5 2. Introducir el electrodo en al solución durante dos horas