Tecnologías de desinfección y filtración
Arena solaArena
Velas con prefiltro de arena
Velas sin prefiltro de arenaVelas de cerámicaFiltros de
mesa
Energía solarEnergía eléctrica
Hipoclorito de sodioElectrólisis in situ
Por componentesPor tipo de energía
Variantes de las tecnologías identificadasAgente desinfectante
o de tratamiento
AlternativasTecnológicas
Criterios y selección de alternativas
Matriz para la selección de tecnología
Filtro de arena + electrólisis
Eléctrica oSolar
Altamente turbia (> 25)Alta carga
Filtro de arena + microfiltración
Altamente turbia (>25)
Microfiltración *No
Ligeramente turbia (< 25)
Baja carga
ElectrólisisEléctrica oSolarCristalina (< 5)Baja carga o
Alta carga
ProcesoRequerimiento de energíaTurbiedadBacteriológica
TecnologíaCalidad del agua
* filtros de mesa con velas de cerámica
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.
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.
SISTEMA SOLUCIÓN DE GASES OXIDANTES(mogod)
• Insumos:– Ánodo: solución 3 % de saturación (317 g/l)
de NaCl
• Productos:– Ánodo: solución acuosa de Cl2, O3, H2O2
– Cátodo: solución acuosa de NaOH
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
ESPECIFICACIONES DE ALGUNOS EQUIPOS DE PRODUCCIÓN IN SITU
CARACTERÍSTICAS *MARCA MODELO Corriente eléctrica
AmpCapacidad
g Cl2 /h2 40 - 45 456 50 - 55 100Sanilec
Mini 4,5 - 4,7 9 - 10A 12 - 15 20 - 25B 30 40 - 45DipcellC 60 - 68 100 - 110
Clorid L-30 12 - 14 15AC - 5 5 5
AquachlorAC - 25 17 - 19 20 - 25
Producción hipoclorito
Reacciones químicas que se producen en la electrólisis de la salmuera
ánodo: Cl- → ½Cl2 + e-
cátodo: H2O + e- → ½ H2 + OH-
Cl2 + H2O → HClO + Cl- + H+
Influencia electrodo
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
00:00 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)
CO
NC
EN
TR
AC
IÓN
(g C
l 2/L
)
Con carga Sin carga
25 minutos
Sin carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmueraCon carga: electrodos totalmente cubiertos por la salmuera y con una carga adicional de 31 cm.
Estabilidad desinfectante
[HOCl]][OCl][HK
−+
=a
]][10[K1100
CtHOCl
pHa+=
Estabilidad del desinfectante producido
HClO ↔ ClO- + H+
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.
Porcentaje HCLO en la solución desinfectante
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
POR
CEN
TAJE
DE
HC
lO
Estabilidad en condiciones diversas
0,450,42
0,560,58
0,230,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 4 8 12 16 20 24 28
TIEMPO (días)
CO
NC
EN
TR
AC
IÓN
(%)
pH = 8,7
pH = 9,5
pH = 12,5pH = 10,5
Puntos claros: con luz artificialPuntos oscuros: sin luz artificial
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
Tabla de dimensionamiento
40120040,032,09:096801-96040120040,032,09:095641-80040120040,032,09:094481-64040120040,032,09:093321-48040120040,032,09:092161-32040120040,032,09:09120-160
(N° cucharaditas)(gramos)(litros)(litros)(h:mm)(veces)N°
CalSalVolumen apreparar
Volumenútil
Tiempo deproducción
Frecuencia deproducción en el
cicloFamilias
Amperaje: 12,5 A Tasa: 1,75 g Cl2/amp-hr
CRITERIOS DE DISEÑO
SELECCIÓN DEL EQUIPO:
1. Establecer el consumo de solución hipoclorito de sodio
w (g/h) = Q (m3/h)x D(mg Cl2/l)
Q= caudal de diseño D= dosis del desinfectante
w = consumo del desinfectante (g Cl2/ h)
2. Elección del equipo:
Capacidad de producción: We (g Cl2/h)
Concentración de la solución: ( %)
CRITERIOS DE DISEÑO
CAUDAL DE TRATAMIENTO:
Q(m3/h) x D(mg/l)c(%) x 10
TIEMPO DE OPERACIÓN:
Conociendo we, del equipo seleccionado:
t (h) = (w (g /h) x 24 h)/we(g/h)
q =
CRITERIOS DE DISEÑO
VOLUMEN DE SALMUERA:
we(g/h) x t (h)c (%) x 10
CANTIDAD DE SAL:
Ws (g) =V (l) x c(g/l)
Vs(l) =
SELECCIÓN DE EQUIPO:Parámetros de diseño: Q=10 l/s, 36 m3/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
Ejemplo
CAUDAL DE TRATAMIENTO:
36 x 1,50,5 x 10
q = 10,8 l/h
TIEMPO DE OPERACIÓN:
t = (54 x 24/100)= 13 h
Ejemplo
q =
VOLUMEN DE SALMUERA:
100 x 130,5 x 10
Vs = 260 l/h
CANTIDAD DE SAL:
Ws = 260 x 30 = 7800 g
Ejemplo
Vs =
Filtración
Tapa superior
Velas filtrantes
Tapa inferior
Grifo
Prefiltro degeotextil Microtubo ∅
1mmAnillo
lastrado
Almohadilla de geotextil
Bidón de almacenamiento
Arena seleccionada
Agujeros de ventilación
Filtro Filtro cerámico (FC)cerámico (FC)
FC con prefiltroFC con prefiltrode arenade arena
FiltroFiltrolentolento
Filtración del agua
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
TIEMPO (horas)
TA
SA D
E F
ILT
RA
CIÓ
N (m
3/(m
2 x
dïa)
)
Vela 50 UNT Vela+arena 50 UNT Arena 50 UNT
Vela 500 UNT Vela+arena 500 UNT Arena 500 UNT
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.
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.
Energía eléctrica - mantenimiento
Fuente:1. La fuente deberá ser limpiada cada 2 ó 3
meses2. Desconectar la fuente de poder de la red de
suministro eléctrico3. Desconectar la celda4. Limpiar el polvo con una brocha del disipador
de energía y del transformadorElectrodo:1. Preparar una solución de vinagre con agua en
una relación de 1 a 52. Introducir el electrodo en al solución durante
dos horas
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