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SUBPRODUCTOS DE LA DESINFECCIÓN EN LA REGENERACIÓN DE AGUAS

Disinfection byproducts in water regeneration

Miguel Ayuso García. Coordinador Dpto de Medio Ambiente del Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación. CTC [email protected]

Subproductos en aguas regeneradas

Implicaciones de la presencia de subproductos de desinfección en la industria alimentaria

Proyecto LIFE - CLEANUP

Estructura charla

Motivación estudio

Aspectos ambientales y salud

Implicaciones en la industria alimentaria

Nueva normativa

RD 1620/2007, de reutilización de las aguas depuradas

Motivación estudio Nueva propuesta de Reglamento requerimientos mínimos para reutilización de agua depurada


Tipo de agua

Microorganismo indicador (*)

Objetivo de rendimiento en la cadena de

tratamiento

(reducción log10)

A E. coli ≥ 5.0

Colifagos totales / F-colifagos específicos / colifagos somáticos / colifagos (**)

≥ 6.0

Esporas Clostridium perfringens / bacterias sulfatoreductoras formadoras de esporas(***)

≥ 5.0

(*) Los patógenos de referencia Campylobacter, Rotavirus y Cryptosporidium también pueden usarse para propósitos

de monitoreo y validación en lugar de los microorganismos indicadores propuestos. Luego deben aplicarse los

siguientes objetivos de rendimiento de reducción log10: Campylobacter (≥ 5.0), Rotavirus (≥ 6.0) y Cryptosporidium

(≥ 5.0).

(**) Se seleccionan los colifagos totales como el indicador viral más apropiado. Sin embargo, si el análisis de

colifagos totales no es factible, se debe analizar al menos uno de ellos (colifagos somáticos o F-específicos).

(***) Las esporas de Clostridium perfringens se seleccionan como el indicador de protozoos más apropiado. Sin

embargo, las bacterias sulfatoreductoras formadoras de esporas son una alternativa si la concentración de esporas de

Clostridium perfringens no permite validar la eliminación de log10 solicitada.

• Requerimientos específicos sobre la calidad y gestión del agua adicionales o mas estrictos que los mencionados en el Anexo I.

• Metales pesados • Plaguicidas • Productos de desinfección • Productos farmacéuticos • Otras sustancias de interés emergente • Resistencia microbiana

• Medidas preventivas

• Control de acceso • Desinfección adicional o medidas de eliminación de

contaminantes


Evaluación Subproductos de desinfección en EDAR´s (5+2)

Evaluación Subproductos de desinfección en Comunidad de Regantes

Planteamiento

Los subproductos de la desinfección (DBP) son compuestos químicos que:

1,- Se generan por reacción con precursores presentes en el agua.

2,- Se incorporan con el desinfectante

La cantidad y tipo de DBP´s formados dependerá

Desinfectante utilizado

Presencia de precursores (orgánicos e inorgánicos)

Tª

pH,

Concentración desinfectante

Dosis de desinfectante

Tiempo de contacto

…

Subproductos en aguas regeneradas, Consideraciones Previas.

Evaluación EDAR´s Subproductos en aguas regeneradas Ácidos Haloacéticos

Efecto del pH en la formación de subproductos (Fuente: Krasner, 1999)

La formación de los subproductos de la cloración, en concreto los trihalometanos y ácidos haloacéticos, tiene

lugar en una primera fase relativamente rápida y otra posterior más lenta, en todo caso la reacción se completa a

un 75-80% después de 24 horas de contacto y sigue más lentamente durante los 4 ó 5 días siguientes.

En general, la formación de THMs se ve favorecida con el

aumento de los precursores, aumento del pH, aumento de la

temperatura, aumento de la dosis de cloro y tiempo de contacto del

cloro con el agua.

Evaluación EDAR´s Subproductos en aguas regeneradas Trihalometanos

Relación entre la concentración de nitrógeno amoniacal y la formación de Trihalometanos N- NH4 y THM totales en las aguas de salida de la EDAR 2


El Cloroformo es en todos los

casos el THM mayoritariamente

formado, sin embargo apreciamos

que cuando la cantidad de THM

formados es mayor la tendencia es

que la proporción de cloroformo

disminuya respecto al total de

THM.


Contenido d e Cloratos en el Hipoclorito (mg/L)

Contenido de Cloratos en el agua después de cloración (mg/L)

Evaluación EDAR´s Subproductos en aguas regeneradas Cloratos


Fluctuaciones

motivadas por

la dosificación

de hipoclorito

Mayor

contenido en

cloro




Estructura charla

Cloratos en productos vegetales

Actualmente los cloratos constituyen una barrera comercial importante. Los

LMR aplicados eran considerando los cloratos como plaguicida (0,01

mg/kg) lo que supone un hándicap importante que afecta más a los países del

sur de Europa

CTC participa a través de FENAVAL en un estudio coordinado por la FIAB

relativo al contenido de cloratos en frutas y verduras y el desarrollo de su

regulación en la Comisión Europea

La presencia de cloratos en frutas y verduras también tiene una

repercusión grande en los transformados vegetales constituyéndose

también en una barrera comercial importante.

Cloratos en productos vegetales Análisis estadístico de datos

El estudio aportó 12.000 muestras adicionales que ha permitido realizar un nuevo análisis

estadístico con datos actualizados hasta el año 2017

En este estudio se constata que han disminuido los niveles actuales de presencia de clorato en la

mayoría de los productos analizados respecto a los primeros estudios llevados a cabo en los años

2012-2014, por lo que se deduce que las medidas tomadas por la industria han sido eficaces.

Este estudio conjuntamente con la presencia de la Agencia Española de Consumo, Seguridad

Alimentaria y Nutrición (AECOSAN) en las reuniones del Comité Permanente de Plantas, Animales,

Alimentos y Piensos (PAFF Committee) formado por la Comisión y los EE.MM. ha permitido aceptar

la propuesta de recoger como LMR el percentil 95 de los datos estadísticos aportados .

Una vez que se acuerden definitivamente los limites LMRs de cloratos para los diferentes alimentos

(presumiblemente a lo largo de 2019), estos se incorporarán a un Reglamento de obligado

cumplimiento en la UE.

Cloratos en productos vegetales Resultados y conclusiones

http://ee.mm/

http://ee.mm/

http://ee.mm/

La materia prima procesada no representa el

único ni más importante origen de los cloratos

Manejos y operaciones posteriores (lavados,

Limpiezas, desinfección,…) pueden incorporar

cloratos al producto final

Aditivos, coadyuvantes, NaOH, reactivos son

fuente importantes de cloratos

Control operacional, cambio de reactivos,

aditivos,… pueden suponer una rebaja

significativa en el contenido de cloratos

Hemos encontrado casos en los que aparecen

cloratos en el producto final sin que se hayan

incorporado a lo largo de línea (más estudio)

Cloratos en transformados vegetales

Evaluación Subproductos de desinfección en EDAR´s (5+2)

Evaluación Subproductos de desinfección en Comunidad de Regantes

Planteamiento experiencia

Planteamiento experiencia – Comunidad de Regantes

Infraestructura:

EDAR Fangos Activos - Aireación Prolongada + Filtro de Arena Cerrados + Desinfección Ultravioleta y

cloración (Punto 1)

Embalse de 40.000 m3 (Punto 2)

Caseta de impulsión y sistema de cloración (Punto 3)

Tubería cerrada hasta Balsa de distribución (Punto 3)

Zona de riego agrícola (Punto 4)

Planteamiento experiencia – Comunidad de Regantes Cloratos

Planteamiento experiencia – Comunidad de Regantes Trihalometanos




Estructura charla

Validation of adsorbent materials and

advanced oxidation techniques to remove

emerging pollutants in treated wastewater

LIFE CLEAN UP LIFE16 ENV/ES/000169

Para el desarrollo del proyecto LIFECLEANUP cuenta con un consorcio sólido constituido por tres centros de investigación especializados en la temática del proyecto: • UCAM - Grupo de Investigación Reconocimiento y Encapsulación Molecular (REM) -

Coordinador del proyecto • CTC - Departamento de Medioambiente y Agua del Centro Tecnológico Nacional de la

Conserva y Alimentación. • UNIBA – Universidad de Bari y la participación de tres empresas de la Región de Murcia que representan tres sectores importantes de la industria de tratamiento y gestión de recurso hídricos y energía: • HIDROGEA • HIDROTEC • REGENERA

Presentación del Consorcio

Objetivo del proyecto

El objetivo principal del proyecto consiste en lograr la eliminación de CEs de las aguas residuales tratadas mediante el paso a través de un polímero de ciclodextrinas, que atrapará dichos compuestos, sometiendo tras su paso por el polímero el agua a un POA, para degradar los posibles contaminantes no retenidos.

Trihalometanos – THM

Compuestos químicos volátiles que se generan durante el proceso de potabilización del agua por la

reacción de la materia orgánica con el cloro utilizado.

Los THM´s están recogidos en el Real Decreto 140/2003, del 7 de febrero, por el que se establecen los

criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano.

El cloroformo, éste también está recogido en la Directiva 2013/39/UE como sustancia prioritaria en el

ámbito de la política de aguas.

Tricloroeteno y Tetracloroeteno

El tetracloroeteno se forma por cloración directa de compuestos orgánicos con 1-3 átomos de a Tª altas

Utilizado fundamentalmente como producto de limpieza para el desengrase de metales y diversas

aplicaciones en el procesado textil

Analítica realizada

Compuestos Farmacéuticos:

La presencia de estos compuestos en el agua se debe tanto al uso

doméstico u hospitalario, como al uso veterinario.

El uso generalizado de los productos farmacéuticos provoca una

descarga continua de esos productos y sus metabolitos en las

aguas residuales

En muchos casos muy resistentes a los sistemas de tratamiento

convencionales.



Compuestos fitosanitarios:

Sustancias ampliamente utilizadas tanto en agricultura como en uso

doméstico y veterinario.

Entran en las EDAR y son resistentes a los tratamientos convencionales,

por lo que continúan presentes en las aguas depuradas y en mayor

medida en los lodos de depuradora.

Mas de 350 materias activas analizadas (HPLC-MS y GC-MS)

ACCIÓN A1.-

Caracterización de contaminantes en aguas residuales tratadas de EDAR´s

ACCIÓN A2.- Optimización del proceso de obtención de diferentes materiales adsorbentes de base polimérica

Capacidad de absorción de las matrices poliméricas

Fitosanitarios

ACCIÓN A2.- Optimización del proceso de obtención de diferentes materiales adsorbentes de base polimérica

Capacidad de absorción de las matrices poliméricas

Fármacos

ACCIÓN A3.-

Optimización de innovadores Procesos de Oxidación Avanzada

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Conc

entr

ació

n (µ

g/L)

Cloroformo

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

Conc

entr

ació

n (µ

g/L)

Acetamiprid

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0Co

ncen

trac

ión

(µg/

L)Clorpirifos

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

Eliminación de compuestos con fotocatálisis

ACCIÓN A3.-


Eliminación de compuestos con fotocatálisis

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

Conc

entr

ació

n (µ

g/L)

Diclofenaco

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

Conc

entr

ació

n (µ

g/L)

Ketoprofeno

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

Conc

entr

ació

n (µ

g/L)

Atenolol

Inicio

1 paso FC

45 min FC

+H2O2, 45 min FC

ACCIÓN A3.-


Cinética eliminación de compuestos con fotocatálisis

ACCIÓN A3.-


Cinética eliminación de compuestos con fotocatálisis

La velocidad de reacción de degradación de los diferentes compuestos (k) sigue, de forma clara, una cinética de primer orden.

Consideración final

La garantía microbiológica del agua (riesgo a corto plazo) es el primero y el

más importante de los compromisos de los gestores del agua. La existencia

de riesgos a largo plazo no debe, en ningún caso, condicionar el riesgo del

corto plazo. Si bien es necesario considerar muy seriamente los problemas

derivados de los subproductos de la desinfección, a veces el hecho de que el

agua tenga un elevado contenido en subproductos es una prueba de una mala

práctica del proceso de desinfección del agua. En general no parece

imprescindible por tanto, suprimir el cloro como desinfectante, sino plantear

realizar el proceso de cloración de la forma más adecuada.

Muchas gracias

Departamento de agua y Medioambiente E-mail: [email protected]

www.ctnc.es/

presentación de powerpoint - esamurla formación de los subproductos de la cloración, en concreto...

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