Purificación del agua

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Procesos típicos de tratamiento del agua potable

Objetivos

Los objetivos del tratamiento son eliminar los componentes no deseados del agua y hacerla potable o apta para un fin específico en la industria o en aplicaciones médicas. Existen técnicas muy variadas para eliminar contaminantes como los sólidos finos, los microorganismos y algunos materiales inorgánicos y orgánicos disueltos, o los contaminantes farmacéuticos persistentes del medio ambiente. La elección del método dependerá de la calidad del agua a tratar, del coste del proceso de tratamiento y de los estándares de calidad que se esperan del agua procesada.

Los procesos que se indican a continuación son los que se utilizan habitualmente en las plantas de purificación de agua. Algunos o la mayoría pueden no utilizarse dependiendo de la escala de la planta y de la calidad del agua cruda (de origen).

Pretratamiento

  1. Bombeo y contención – La mayor parte del agua debe ser bombeada desde su fuente o dirigida a tuberías o tanques de retención. Para evitar la adición de contaminantes al agua, esta infraestructura física debe hacerse con materiales adecuados y construirse de forma que no se produzca una contaminación accidental.
  2. Cribado (véase también filtro de malla) – El primer paso en la depuración de las aguas superficiales es eliminar los residuos grandes, como palos, hojas, basura y otras partículas de gran tamaño que pueden interferir con los pasos posteriores de depuración. La mayoría de las aguas subterráneas profundas no necesitan ser filtradas antes de otros pasos de purificación.
  3. Almacenamiento – El agua de los ríos también puede almacenarse en embalses de ribera durante periodos que van desde unos pocos días hasta muchos meses para permitir que tenga lugar la purificación biológica natural. Esto es especialmente importante si el tratamiento es mediante filtros de arena lentos. Los embalses de almacenamiento también proporcionan un amortiguador contra períodos cortos de sequía o para permitir que se mantenga el suministro de agua durante incidentes transitorios de contaminación en el río de origen.
  4. Precloración – En muchas plantas el agua entrante se cloraba para minimizar el crecimiento de organismos incrustantes en las tuberías y tanques. Debido a los potenciales efectos adversos sobre la calidad (ver cloro más abajo), esto se ha dejado de hacer en gran medida.

Ajuste del pH

El agua pura tiene un pH cercano a 7 (ni alcalino ni ácido). El agua de mar puede tener valores de pH que oscilan entre 7,5 y 8,4 (moderadamente alcalino). El agua dulce puede tener valores de pH muy variados en función de la geología de la cuenca de drenaje o del acuífero y de la influencia de los aportes de contaminantes (lluvia ácida). Si el agua es ácida (inferior a 7), se puede añadir cal, ceniza de sosa o hidróxido de sodio para elevar el pH durante los procesos de purificación del agua. La adición de cal aumenta la concentración de iones de calcio, elevando así la dureza del agua. En el caso de aguas muy ácidas, los desgasificadores de tiro forzado pueden ser una forma eficaz de elevar el pH, al eliminar el dióxido de carbono disuelto en el agua. Hacer que el agua sea alcalina ayuda a que los procesos de coagulación y floculación funcionen eficazmente y también ayuda a minimizar el riesgo de que se disuelva el plomo de las tuberías de plomo y de la soldadura de plomo en los accesorios de las tuberías. Una alcalinidad suficiente también reduce la corrosividad del agua para las tuberías de hierro. En algunas circunstancias se puede añadir ácido (ácido carbónico, ácido clorhídrico o ácido sulfúrico) a las aguas alcalinas para bajar el pH. El agua alcalina (por encima del pH 7,0) no significa necesariamente que el plomo o el cobre del sistema de tuberías no se disuelva en el agua. La capacidad del agua de precipitar carbonato cálcico para proteger las superficies metálicas y reducir la probabilidad de que los metales tóxicos se disuelvan en el agua es una función del pH, el contenido mineral, la temperatura, la alcalinidad y la concentración de calcio.

Coagulación y floculación

Véase también: agregación de partículas

Uno de los primeros pasos en la mayoría de los procesos convencionales de purificación del agua es la adición de productos químicos para ayudar a eliminar las partículas suspendidas en el agua. Las partículas pueden ser inorgánicas, como la arcilla y el limo, u orgánicas, como las algas, las bacterias, los virus, los protozoos y la materia orgánica natural. Las partículas inorgánicas y orgánicas contribuyen a la turbidez y el color del agua.

La adición de coagulantes inorgánicos como el sulfato de aluminio (o alumbre) o las sales de hierro (III) como el cloruro de hierro (III) provocan varias interacciones químicas y físicas simultáneas en las partículas y entre ellas. En cuestión de segundos, las cargas negativas de las partículas son neutralizadas por los coagulantes inorgánicos. También en cuestión de segundos, comienzan a formarse precipitados de hidróxido metálico de los iones de hierro y aluminio. Estos precipitados se combinan en partículas más grandes bajo procesos naturales como el movimiento browniano y a través de la mezcla inducida que a veces se denomina floculación. Los hidróxidos metálicos amorfos se conocen como «floc». Los hidróxidos de aluminio y hierro (III) amorfos de gran tamaño adsorben y engloban las partículas en suspensión y facilitan la eliminación de las partículas mediante procesos posteriores de sedimentación y filtración.:8,2-8,3

Los hidróxidos de aluminio se forman dentro de un rango de pH bastante estrecho, típicamente: 5,5 a aproximadamente 7,7. Los hidróxidos de hierro (III) pueden formarse en un rango de pH más amplio, incluyendo niveles de pH más bajos que los efectivos para el alumbre, típicamente: 5,0 a 8,5.:679

En la literatura, hay mucho debate y confusión sobre el uso de los términos coagulación y floculación: ¿Dónde termina la coagulación y empieza la floculación? En las plantas de purificación de agua, suele haber un proceso de unidad de mezcla rápida de alta energía (tiempo de detención en segundos) por el que se añaden los productos químicos coagulantes, seguido de cuencas de floculación (los tiempos de detención oscilan entre 15 y 45 minutos) en las que los aportes de baja energía hacen girar grandes palas u otros dispositivos de mezcla suave para mejorar la formación de flóculos. De hecho, los procesos de coagulación y floculación son continuos una vez que se añaden los coagulantes de sales metálicas.:74-5

Los polímeros orgánicos se desarrollaron en la década de 1960 como auxiliares de los coagulantes y, en algunos casos, como sustitutos de los coagulantes de sales metálicas inorgánicas. Los polímeros orgánicos sintéticos son compuestos de alto peso molecular que llevan cargas negativas, positivas o neutras. Cuando los polímeros orgánicos se añaden al agua con partículas, los compuestos de alto peso molecular se adsorben en la superficie de las partículas y, mediante puentes interparticulares, se unen a otras partículas para formar flóculos. El PolyDADMAC es un popular polímero orgánico catiónico (con carga positiva) utilizado en las plantas de purificación de agua.:667-8

Sedimentación

Las aguas que salen de la balsa de floculación pueden entrar en la balsa de sedimentación, también llamada clarificador o balsa de decantación. Se trata de un gran tanque con bajas velocidades de agua, lo que permite que los flóculos se depositen en el fondo. La cuenca de sedimentación se sitúa mejor cerca de la cuenca de floculación para que el tránsito entre los dos procesos no permita la sedimentación o la ruptura de los flóculos. Las balsas de sedimentación pueden ser rectangulares, en las que el agua fluye de extremo a extremo, o circulares, en las que el flujo va del centro hacia fuera. La salida de la cuenca de sedimentación suele realizarse a través de un vertedero, de modo que sólo sale una fina capa superior de agua, la más alejada de los lodos.

En 1904, Allen Hazen demostró que la eficiencia de un proceso de sedimentación era una función de la velocidad de sedimentación de las partículas, el flujo a través del tanque y la superficie del mismo. Los tanques de sedimentación suelen diseñarse dentro de un rango de velocidades de desbordamiento de 0,5 a 1,0 galones por minuto por pie cuadrado (o 1,25 a 2,5 litros por metro cuadrado por hora). En general, la eficacia de las balsas de sedimentación no depende del tiempo de detención ni de la profundidad de la balsa. Sin embargo, la profundidad de la balsa debe ser suficiente para que las corrientes de agua no perturben los lodos y se promuevan las interacciones de las partículas sedimentadas. A medida que las concentraciones de partículas en el agua sedimentada aumentan cerca de la superficie de los lodos en el fondo del tanque, las velocidades de sedimentación pueden aumentar debido a las colisiones y la aglomeración de partículas. Los tiempos de detención típicos para la sedimentación varían de 1,5 a 4 horas y las profundidades de las balsas varían de 3 a 4,5 metros.:9.39-9.40:790-1:140-2, 171

Se pueden añadir placas o tubos planos inclinados a las balsas de sedimentación tradicionales para mejorar el rendimiento de la eliminación de partículas. Las placas y los tubos inclinados aumentan drásticamente la superficie disponible para la eliminación de partículas, de acuerdo con la teoría original de Hazen. La cantidad de superficie del suelo ocupada por una balsa de sedimentación con placas o tubos inclinados puede ser mucho menor que la de una balsa de sedimentación convencional.

Almacenamiento y eliminación de lodos

A medida que las partículas se depositan en el fondo de una balsa de sedimentación, se forma una capa de lodos en el suelo del tanque que debe ser eliminada y tratada. La cantidad de lodos que se genera es importante, a menudo entre el 3% y el 5% del volumen total de agua a tratar. El coste del tratamiento y la eliminación de los lodos puede repercutir en el coste de explotación de una planta de tratamiento de agua. La balsa de sedimentación puede estar equipada con dispositivos de limpieza mecánica que limpian continuamente su fondo, o bien la balsa puede ponerse periódicamente fuera de servicio y limpiarse manualmente.

Clarificadores de manta de flóculos

Una subcategoría de la sedimentación es la eliminación de partículas por atrapamiento en una capa de flóculos en suspensión a medida que el agua es forzada a subir. La principal ventaja de los clarificadores de manta de flóculos es que ocupan un espacio menor que la sedimentación convencional. Las desventajas son que la eficacia de la eliminación de partículas puede ser muy variable en función de los cambios en la calidad del agua afluente y del caudal del agua afluente.:835-6

Flotación por aire disuelto

Cuando las partículas a eliminar no se sedimentan fácilmente, se suele utilizar la flotación por aire disuelto (DAF). Después de los procesos de coagulación y floculación, el agua fluye a los tanques de DAF, donde los difusores de aire en el fondo del tanque crean finas burbujas que se adhieren al floc, dando lugar a una masa flotante de floc concentrado. El manto de flóculos flotantes se retira de la superficie y el agua clarificada se retira del fondo del tanque de DAF.Los suministros de agua que son particularmente vulnerables a las floraciones de algas unicelulares y los suministros con baja turbidez y alto color a menudo emplean DAF.:9.46

Filtración

Ver también: Filtro de agua

Después de separar la mayor parte de los flóculos, el agua se filtra como paso final para eliminar las partículas en suspensión restantes y los flóculos no asentados.

Filtros rápidos de arena

Vista en corte de un típico filtro rápido de arena

El tipo más común de filtro es un filtro rápido de arena. El agua se mueve verticalmente a través de la arena que a menudo tiene una capa de carbón activado o carbón de antracita por encima de la arena. La capa superior elimina los compuestos orgánicos, que contribuyen al sabor y al olor. El espacio entre las partículas de arena es mayor que el de las partículas en suspensión más pequeñas, por lo que la simple filtración no es suficiente. La mayoría de las partículas pasan a través de las capas superficiales, pero quedan atrapadas en los espacios de los poros o se adhieren a las partículas de arena. La filtración efectiva se extiende hasta la profundidad del filtro. Esta propiedad del filtro es clave para su funcionamiento: si la capa superior de arena bloqueara todas las partículas, el filtro se atascaría rápidamente.

Para limpiar el filtro, se hace pasar agua rápidamente hacia arriba a través del filtro, en sentido contrario al normal (lo que se denomina retrolavado o lavado a contracorriente) para eliminar las partículas incrustadas o no deseadas. Antes de este paso, se puede soplar aire comprimido a través del fondo del filtro para romper el medio filtrante compactado y ayudar al proceso de retrolavado; esto se conoce como lavado con aire. Esta agua contaminada puede desecharse, junto con los lodos de la cuenca de sedimentación, o puede reciclarse mezclándola con el agua bruta que entra en la planta, aunque esto suele considerarse una mala práctica, ya que vuelve a introducir una elevada concentración de bacterias en el agua bruta.

Algunas plantas de tratamiento de agua emplean filtros a presión. Funcionan según el mismo principio que los filtros rápidos de gravedad, con la diferencia de que el medio filtrante está encerrado en un recipiente de acero y el agua es forzada a pasar por él bajo presión.

Ventajas:

  • Filtra partículas mucho más pequeñas que los filtros de papel y arena.
  • Filtran prácticamente todas las partículas que superan el tamaño especificado de sus poros.
  • Son bastante finos, por lo que los líquidos fluyen a través de ellos con bastante rapidez.
  • Son razonablemente resistentes, por lo que pueden soportar diferencias de presión a través de ellos de entre 2 y 5 atmósferas.
  • Pueden limpiarse (retrolavarse) y reutilizarse.

Filtros lentos de arena

Filtración «artificial» lenta (una variación de la filtración de banco) en el suelo en la planta de purificación de agua Káraný, República Checa

Un perfil de capas de grava, arena y arena fina utilizado en una planta de filtro lento de arena.

Los filtros lentos de arena pueden utilizarse cuando hay suficiente terreno y espacio, ya que el agua fluye muy lentamente a través de los filtros. Estos filtros se basan en procesos de tratamiento biológico para su acción más que en la filtración física. Se construyen cuidadosamente utilizando capas graduadas de arena, con la arena más gruesa, junto con algo de grava, en el fondo y la arena más fina en la parte superior. Los desagües de la base transportan el agua tratada para su desinfección. La filtración depende del desarrollo de una fina capa biológica, llamada capa zoogleal o Schmutzdecke, en la superficie del filtro. Un filtro de arena lento eficaz puede permanecer en servicio durante muchas semanas o incluso meses, si el pretratamiento está bien diseñado, y produce agua con un nivel muy bajo de nutrientes disponibles que los métodos físicos de tratamiento raramente alcanzan. Los niveles muy bajos de nutrientes permiten que el agua se envíe con seguridad a través de los sistemas de distribución con niveles muy bajos de desinfectantes, reduciendo así la irritación del consumidor por los niveles ofensivos de cloro y subproductos del cloro. Los filtros de arena lentos no se lavan a contracorriente; se mantienen raspando la capa superior de arena cuando el flujo se ve eventualmente obstruido por el crecimiento biológico.

Una forma específica «a gran escala» de filtro de arena lento es el proceso de filtración de ribera, en el que los sedimentos naturales de una ribera se utilizan para proporcionar una primera etapa de filtración de contaminantes. Aunque normalmente no es lo suficientemente limpia como para ser utilizada directamente para el agua potable, el agua obtenida de los pozos de extracción asociados es mucho menos problemática que el agua de río tomada directamente del río.

Filtración por membrana

Los filtros de membrana se utilizan ampliamente para filtrar tanto el agua potable como las aguas residuales. En el caso del agua potable, los filtros de membrana pueden eliminar prácticamente todas las partículas mayores de 0,2 μm, incluidas la giardia y el criptosporidio. Los filtros de membrana son una forma eficaz de tratamiento terciario cuando se desea reutilizar el agua para la industria, para fines domésticos limitados o antes de verter el agua en un río que es utilizado por ciudades situadas más abajo. Se utilizan mucho en la industria, sobre todo para la preparación de bebidas (incluida el agua embotellada). Sin embargo, ninguna filtración puede eliminar las sustancias que están realmente disueltas en el agua, como los fosfatos, los nitratos y los iones de metales pesados.

Eliminación de iones y otras sustancias disueltas

Las membranas de ultrafiltración utilizan membranas poliméricas con poros microscópicos formados químicamente que pueden utilizarse para filtrar las sustancias disueltas evitando el uso de coagulantes. El tipo de medio de la membrana determina la presión necesaria para hacer pasar el agua y el tamaño de los microorganismos que se pueden filtrar.

Intercambio iónico: Los sistemas de intercambio de iones utilizan columnas de resina de intercambio de iones o de zeolitas para sustituir los iones no deseados. El caso más común es el ablandamiento del agua que consiste en la eliminación de los iones Ca2+ y Mg2+ sustituyéndolos por iones benignos (que no dañan el jabón) Na+ o K+. Las resinas de intercambio iónico también se utilizan para eliminar iones tóxicos como el nitrito, el plomo, el mercurio, el arsénico y muchos otros.

Ablandamiento precipitativo::13.12-13.58 El agua rica en dureza (iones de calcio y magnesio) se trata con cal (óxido de calcio) y/o ceniza de sosa (carbonato de sodio) para precipitar el carbonato de calcio de la solución utilizando el efecto de los iones comunes.

Electrodesionización: El agua pasa entre un electrodo positivo y un electrodo negativo. Las membranas de intercambio iónico permiten que sólo los iones positivos migren desde el agua tratada hacia el electrodo negativo y sólo los iones negativos hacia el electrodo positivo. El agua desionizada de alta pureza se produce de forma continua, de forma similar al tratamiento de intercambio de iones. La eliminación completa de los iones del agua es posible si se dan las condiciones adecuadas. El agua suele tratarse previamente con una unidad de ósmosis inversa para eliminar los contaminantes orgánicos no iónicos, y con membranas de transferencia de gases para eliminar el dióxido de carbono. Es posible una recuperación de agua del 99% si se alimenta la corriente de concentrado a la entrada de la ósmosis inversa.

Desinfección

Bombas utilizadas para añadir las cantidades necesarias de productos químicos al agua clara en una planta de purificación de agua antes de su distribución. De izquierda a derecha: hipoclorito de sodio para la desinfección, ortofosfato de zinc como inhibidor de la corrosión, hidróxido de sodio para el ajuste del pH y flúor para la prevención de las caries.

La desinfección se consigue tanto filtrando los microorganismos dañinos como añadiendo productos químicos desinfectantes. El agua se desinfecta para matar cualquier patógeno que pase por los filtros y para proporcionar una dosis residual de desinfectante que mate o inactive los microorganismos potencialmente dañinos en los sistemas de almacenamiento y distribución. Entre los posibles patógenos se encuentran los virus, las bacterias, como la Salmonella, el Cólera, el Campylobacter y la Shigella, y los protozoos, como la Giardia lamblia y otras criptosporidias. Tras la introducción de cualquier agente químico desinfectante, el agua suele mantenerse en un almacenamiento temporal -a menudo denominado tanque de contacto o pozo transparente- para permitir que se complete la acción desinfectante.

Desinfección con cloro

Artículo principal: Cloración del agua

El método de desinfección más común implica alguna forma de cloro o sus compuestos, como la cloramina o el dióxido de cloro. El cloro es un fuerte oxidante que mata rápidamente a muchos microorganismos dañinos. Como el cloro es un gas tóxico, existe el peligro de que se produzca una liberación asociada a su uso. Este problema se evita con el uso de hipoclorito de sodio, que es una solución relativamente barata utilizada en la lejía doméstica que libera cloro libre cuando se disuelve en el agua. Las soluciones de cloro pueden generarse in situ mediante la electrólisis de soluciones salinas comunes. Una forma sólida, el hipoclorito de calcio, libera cloro en contacto con el agua. La manipulación del sólido, sin embargo, requiere un contacto humano más rutinario mediante la apertura de bolsas y el vertido que el uso de cilindros de gas o lejía, que son más fáciles de automatizar. La generación de hipoclorito de sodio líquido es barata y también más segura que el uso de cloro gaseoso o sólido. Los niveles de cloro de hasta 4 miligramos por litro (4 partes por millón) se consideran seguros en el agua potable.

Todas las formas de cloro se utilizan ampliamente, a pesar de sus respectivos inconvenientes. Uno de los inconvenientes es que el cloro de cualquier fuente reacciona con los compuestos orgánicos naturales del agua para formar subproductos químicos potencialmente dañinos. Estos subproductos, los trihalometanos (THM) y los ácidos haloacéticos (HAA), son cancerígenos en grandes cantidades y están regulados por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) y la Inspección de Agua Potable del Reino Unido. La formación de THM y ácidos haloacéticos puede reducirse al mínimo si se elimina eficazmente el mayor número posible de sustancias orgánicas del agua antes de añadir el cloro. Aunque el cloro es eficaz para eliminar las bacterias, tiene una eficacia limitada contra los protozoos patógenos que forman quistes en el agua, como Giardia lamblia y Cryptosporidium.

Desinfección con dióxido de cloro

El dióxido de cloro es un desinfectante de acción más rápida que el cloro elemental. Se utiliza relativamente poco porque en algunas circunstancias puede crear cantidades excesivas de clorito, que es un subproducto regulado a niveles bajos permitidos en los Estados Unidos. El dióxido de cloro puede suministrarse como solución acuosa y añadirse al agua para evitar problemas de manipulación del gas; las acumulaciones de gas de dióxido de cloro pueden detonar espontáneamente.

Cloraminación

Artículo principal: Cloraminación

El uso de la cloramina es cada vez más común como desinfectante. Aunque la cloramina no es un oxidante tan fuerte, proporciona un residuo más duradero que el cloro libre debido a su menor potencial redox en comparación con el cloro libre. Tampoco forma fácilmente THMs o ácidos haloacéticos (subproductos de la desinfección).

Es posible convertir el cloro en cloramina añadiendo amoníaco al agua después de añadir el cloro. El cloro y el amoníaco reaccionan para formar cloramina. Los sistemas de distribución de agua desinfectados con cloraminas pueden experimentar nitrificación, ya que el amoníaco es un nutriente para el crecimiento bacteriano, generándose nitratos como subproducto.

Desinfección con ozono

El ozono es una molécula inestable que cede fácilmente un átomo de oxígeno proporcionando un potente agente oxidante que es tóxico para la mayoría de los organismos acuáticos. Es un desinfectante muy potente y de amplio espectro que se utiliza ampliamente en Europa y en algunos municipios de Estados Unidos y Canadá. La desinfección con ozono, u ozonización, es un método eficaz para inactivar los protozoos dañinos que forman quistes. También funciona bien contra casi todos los demás patógenos. El ozono se fabrica haciendo pasar oxígeno a través de luz ultravioleta o de una descarga eléctrica «fría». Para utilizar el ozono como desinfectante, debe crearse in situ y añadirse al agua por contacto con las burbujas. Algunas de las ventajas del ozono son la producción de menos subproductos peligrosos y la ausencia de problemas de sabor y olor (en comparación con la cloración). No queda ozono residual en el agua. En ausencia de un desinfectante residual en el agua, se puede añadir cloro o cloramina a lo largo de un sistema de distribución para eliminar cualquier posible patógeno en las tuberías de distribución.

El ozono se ha utilizado en las plantas de agua potable desde 1906, cuando se construyó la primera planta industrial de ozonización en Niza, Francia. La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos ha aceptado que el ozono es seguro; y se aplica como agente antimicrobiológico para el tratamiento, almacenamiento y procesamiento de alimentos. Sin embargo, aunque se forman menos subproductos con la ozonización, se ha descubierto que el ozono reacciona con los iones de bromuro en el agua para producir concentraciones del presunto carcinógeno bromato. El bromuro puede encontrarse en los suministros de agua dulce en concentraciones suficientes para producir (después de la ozonización) más de 10 partes por billón (ppb) de bromato, el nivel máximo de contaminantes establecido por la USEPA. La desinfección con ozono también consume mucha energía.

Desinfección ultravioleta

Artículo principal: Irradiación germicida ultravioleta

La luz ultravioleta (UV) es muy eficaz para inactivar los quistes, en aguas de baja turbidez. La eficacia de desinfección de la luz UV disminuye a medida que aumenta la turbidez, como resultado de la absorción, la dispersión y el ensombrecimiento causados por los sólidos en suspensión. La principal desventaja del uso de la radiación UV es que, al igual que el tratamiento con ozono, no deja ningún desinfectante residual en el agua; por lo tanto, a veces es necesario añadir un desinfectante residual después del proceso de desinfección primaria. Esto se hace a menudo mediante la adición de cloraminas, de las que ya se ha hablado como desinfectante primario. Cuando se utilizan de esta manera, las cloraminas proporcionan un desinfectante residual eficaz con muy pocos de los efectos negativos de la cloración.

Más de 2 millones de personas en 28 países en desarrollo utilizan la desinfección solar para el tratamiento diario del agua potable.

Radiación ionizante

Al igual que los rayos UV, la radiación ionizante (rayos X, rayos gamma y haces de electrones) se ha utilizado para esterilizar el agua.

Bromación y yodinización

El bromo y el yodo también pueden utilizarse como desinfectantes. Sin embargo, el cloro en el agua es más de tres veces más eficaz como desinfectante contra la Escherichia coli que una concentración equivalente de bromo, y más de seis veces más eficaz que una concentración equivalente de yodo. El yodo se utiliza habitualmente para la purificación del agua portátil, y el bromo es común como desinfectante de piscinas.

Purificación del agua portátil

Artículo principal: Purificación de agua portátil

Los dispositivos y métodos de purificación de agua portátiles están disponibles para la desinfección y el tratamiento en emergencias o en lugares remotos. La desinfección es el objetivo principal, ya que las consideraciones estéticas, como el sabor, el olor, la apariencia y las trazas de contaminación química, no afectan a la seguridad a corto plazo del agua potable.

Opciones de tratamiento adicionales

  1. Fluoración del agua: en muchas zonas se añade flúor al agua con el objetivo de prevenir la caries dental. El flúor se suele añadir después del proceso de desinfección. En los EE.UU., la fluoración suele realizarse mediante la adición de ácido hexafluorosilícico, que se descompone en el agua, dando lugar a iones de fluoruro.
  2. Acondicionamiento del agua: Es un método para reducir los efectos del agua dura. En los sistemas de agua sometidos a calentamiento pueden depositarse sales de dureza, ya que la descomposición de los iones de bicarbonato crea iones de carbonato que se precipitan fuera de la solución. El agua con altas concentraciones de sales de dureza puede tratarse con ceniza de sosa (carbonato de sodio) que precipita el exceso de sales, por efecto de los iones comunes, produciendo carbonato de calcio de muy alta pureza. El carbonato de calcio precipitado se vende tradicionalmente a los fabricantes de pasta de dientes. Se afirma que otros métodos de tratamiento del agua industrial y residencial (sin aceptación científica general) incluyen el uso de campos magnéticos y/o eléctricos que reducen los efectos del agua dura.
  3. Reducción de la plumbosolvencia: En las zonas con aguas naturalmente ácidas de baja conductividad (es decir, las precipitaciones superficiales en las montañas de rocas ígneas), el agua puede ser capaz de disolver el plomo de cualquier tubería de plomo que lleve. La adición de pequeñas cantidades de iones de fosfato y el aumento ligero del pH ayudan a reducir en gran medida la solvencia del plomo al crear sales de plomo insolubles en las superficies interiores de las tuberías.
  4. Eliminación del radio: Algunas fuentes de agua subterránea contienen radio, un elemento químico radiactivo. Entre las fuentes típicas se encuentran muchas fuentes de agua subterránea al norte del río Illinois, en Illinois (Estados Unidos). El radio puede eliminarse mediante el intercambio de iones o el acondicionamiento del agua. Sin embargo, el retrolavado o lodo que se produce es un residuo radiactivo de bajo nivel.
  5. Eliminación de fluoruro: Aunque el fluoruro se añade al agua en muchas zonas, algunas áreas del mundo tienen niveles excesivos de fluoruro natural en el agua de origen. Los niveles excesivos pueden ser tóxicos o causar efectos cosméticos indeseables, como manchas en los dientes. Los métodos para reducir los niveles de flúor son el tratamiento con medios filtrantes de alúmina activada y carbón de huesos.

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