UV - Ajuntament d`Alcoi

Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
Mercedes Álvaro Rodríguez
Sergio Navalón Oltra
Departamento de Química. Universidad Politécnica de
Valencia.
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
INTRODUCCIÓN
Suwannee river, Florida, USA
FILTRACIÓN
1700
FILTRACIÓN LENTA
EN ARENA
1870
FILTRACIÓN
RÁPIDA
SOBRE ARENA HIPOCLORITO
SÓDICO
1890
VARIAS
POSIBILIDADES
2012
1908
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS POTABLES
Agua
FILTRACIÓN
Agua Bruta
FILTRACIÓN
Agua Bruta
COAGULACIÓN FILTRACIÓN
Bruta COAGULACIÓN
RÁPIDA
RÁPIDASOBRE
EN
Agua
Potable
Bruta
COAGULACIÓN
FLOCULACIÓN RÁPIDA SOBRE
ARENA
FILTRACIÓN
ARENA
FLOCULACIÓN
FLOCULACIÓN
ARENA
Desinfeción Primaria
(Cl2, ClO2, O3, NH2Cl)
EL Hall, AM Dietrich, Am. Water Works Assoc., Opflow 26 (2000) 46-49
O3 y/o
Carbón Activo
NaClO 2
NaClO/Cl
Agua
como
como
potable
desinfectante
desinfectante y
con acción
residual
Agua
Agua
potable
Potable
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de
la calidad del agua de consumo humano
Bacterias aerobias a 22ºC - 100 UFC/ml
Coliformes - 0 UFC/100 ml
Escherichia Coli - 0 UFC/100 ml
Enterococcos - 0 UFC/100 ml
RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de
la calidad del agua de consumo humano
Clostridium perfringens -- 0 UFC/100 ml
Si el análisis es positivo y la turbidez a la salida de planta o
depósito es > 5 UNT se realizará la determinación, si la
autoridad sanitaria lo considera oportuno, de
Criptosporidium u otros microorganismos o parásitos
Cryptosporidium Parvum
Giardia Lamblia (no está legislado en el RD
140/2003 aunque se suele medir a la vez que el
Cryptosporidium)
Otras bacterias importantes por su impacto en la calidad
microbiológica del agua
Género pseudomonas (Pseudomona
aeruginosa es la patogénica) - Causante
otitis y conjuntivitis en bañistas - Legislado
en aguas de piscina.
Legionella pneumophila - Por ingestión de
agua contaminada NO CAUSA
ENFERMEDAD. (no regulado en el RD
140/2003).
RD 865/2003, de 4 de julio, por el que se
establecen los criterios higiénico-sanitarios
para la prevención y control de la
legionellosis
Genero Salmonella – Salmonelosis o tifus
Vibrio cholerae - Cólera
Virus y parásitos relevantes por su impacto en la calidad microbiológica del agua
VIRUS
El más importante es el de la hepatitis A y los del género enterovirus
OTROS PARÁSITOS
Nemátodos (gusanos intestinales)
Amebas sobre las que se protege y desarrolla la Legionella
Algunas amebas importantes son la Entamoeba histolítica y la
Entamoeba coli causan diarrea.
Otras, como las amebas de vida libre pueden ser mortales por si mismas,
causan queratitis, meningitis y encefalopatías además de infecciones severas
en pulmón, oídos, nariz.
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
Agentes
Desinfectantes
Desinfección física
UV, Ultrasonidos
Desinfectantes químicos
Cloro (Cl2, HClO, ClO-)
Cloraminas (NH2Cl)
ClO2
O3
H2O2
Desinfectantes no oxidantes
Sales de amonio cuaternarias, compuestos
organoazufrados, glutaraldehído, Ionización
metálica (Cu/Ag) etc. (en sistemas cerrados)
Procesos de Oxidación Avanzada
(generación de radicales .OH)
Procesos de Oxidación Avanzada.
Generación de radicales .OH que en agua tienen un
potencial redox de 2,8 voltios.
(los radicales .OH provocan la muerte de los microorganismos por
ataque a las membranas celulares y a las proteinas citoplasmaticas )
Sistemas que lo generan:
UV/H2O2,
UV/O3,
UV/O3/H2O2 ,
TiO2/UV, Otros sensibilizadores de luz UVV.
Sistemas electroquímicos a base de electrodos de Ti con
recubrimientos de materiales semiconductores.
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN
AVANZADA BASADOS EN PROCESOS DE
IRRADIACIÓN CON LUZ UV-C
E = hn
TRATAMIENTO DE CONTAMINANTES AMBIENTALES (ECT)
La luz Ultravioleta (UV) ha emergido como una tecnología eficiente para la destrucción
de microorganismos y trazas de contaminantes orgánicos en el agua mediante:
• Fotólisis
• Oxidación UV
Teoría de la Desinfección UV. Principios
Espectros de emisión de lámparas de Hg de baja (LP) y media (MP) presión
Espectros de absorciónLamp
de E.Coli
Criptosporidium
andy Organism
Spectra
1.4
1.2
E. Coli
1
Crypto
0.8
MP Lamp
Output
0.6
0.4
LP Amalgam
Output
0.2
0
200
250
300
350
Wavelength (nm)
400
Espectro Lámpara BP
254
100
80
Daño ADN
0,20
254 nm
0,15
0,10
0,05
365 nm
0,00
200
40
300
400
500
600
Longitud Onda (nm)
20
10
E coli
8
6
Espectro Lámpara MP
4
2
200
220
240
UVC
260
280
UVB
300 nm
Producción Relativa
Unidades Relativas
60
Producción Relativa
Teoría de la Desinfección UV. Principios
0,4
0,3
0,2
0,1
0
200
300
400
500
Longitud Onda (nm)
600
Teoría de la Desinfección UV. Características de los equipos.
TIPOS DE LÁMPARAS
Baja Presión (BP)
 1,80 m de longitud, temperatura 130°C
 Eficacia de conversión eléctrica a energía germicida UV es del 30 –
35%
Media Presión (MP)
 Más cortas, temperatura de 600 - 900°C
 Eficacia de conversión eléctrica a energía germicida UV es del 15%
Las lámparas de BP son más eficientes que las de MP, aunque estas
últimas producen una mayor intensidad UV. Es por ello que los
sistemas UV de MP requieren menos lámparas y espacio.
Teoría de la Desinfección UV. Características de los equipos.
Eficacia eléctrica de las lámparas
BP
MP
40%
15%
Características
Potencia
Vida
Media
Presión
2,8 - 13 kW
5000 h
Baja Presión
(amalgama)
0,25 kW
12000 h
FOTOLISIS UV DIRECTA
La luz UV es absorbida por el contaminante P:
P
hn (energía)
[especies radicales]
O2
Productos
El grado de degradación depende de:
• Rendimiento cuántico de P, 
• Coeficiente de absorción molar de P en el rango UV, 
• Intensidad y distribución espectral de la fuente de luz
• Absorción por el agua
LA DESINFECCIÓN OCURRE DURANTE LA OXIDACIÓN UV
¿Como desinfecta la luz UV?
• La luz UV penetra en la pared
celular
• La energía altera
permanentemente la estructura
de ADN
• El microorganismo es
inactivado y es incapaz de
reproducirse o infectar
Energía UV
Pared celular
Membrana
citoplasmática
ADN
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal
La dosis UV es el producto de:
Intensitad (cantidad de luz UV por unidad de superficie que recibe un area) y
Tiempo de exposición (tiempo de contacto en la cámara del reactor)
Dosis UV
=
Dosis UV se expresa en:
Intensidad
X
Tiempo
De Exposición
µWs/cm2 (Microvatios segundos/cm2)
mWs/cm2 (Milivatios segundos/cm2)
mJ/cm2
(Milijulios/cm2 )
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal
UV Dosis  UV Intensidad Tiempo Exposición
La Dosis UV-C Recibida en un Reactor depende del campo de la
intensidad UV que genere el reactor , y que es función de:
• Intensidad UV
– Tipo de lámpara y emisión UV
– Número de lámparas
– Geometría de la lámpara y reactor
– Absorción UV del agua.
– Absorción UV del cuarzo. Limpieza de las vainas de cuarzo.
• Tiempos de exposición
– Volumen efectivo del reactor
– Caudal
– Comportamiento Hidráulico
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal
Factores que influyen en la dosis recibida
Claridad del agua
UVT alta = Dosis alta
UVT baja = Dosis baja
Caudal
Caudal elevado = Dosis baja
Caudal bajo = Dosis alta
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal
Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV
Medida de Transmitancia UV (UVT).
Según aumenta la absorbancia UV,
la transmitancia UV disminuye.
Ejemplos:
DI/RO agua
Potable (Post CAG)
Potable Municipal
= 99% UVT
= 95% UVT
= 85-95% UVT
Una transmitancia del 50%, nos dice que si un
microorganismo está a una distancia de 1 cm solo
recibe un 50% de la intensidad UV que emite la
lámpara.
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal
Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV
Efecto del Hierro
Uno de los componentes que más afectan a la
transmitancia del agua es la concentración de hierro
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV
Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV
Turbidez (NTU)
La turbidez es una medida
indicadora de los sólidos en
suspensión en el agua. La turbidez
se mide normalmente en unidades
nefelométricas (NTU) y representa
las propiedades de dispersión y
absorción de la luz que provoca la
materia en suspensión en una
muestra de agua. La turbidez es un
parámetro importante porque la
materia en suspensión puede
proteger a los microorganismos
contra la luz UV
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV
Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV
Turbidez (NTU)
Luz UV
reflectada
Sombra
Lámpara
UV
Penetración
total
Penetración
parcial
Zona de daño
celular limitado
Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV
Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV
Comparación de Curvas de Dosis UV entre un
Influente filtrado y no filtrado
106
105
Filtrado
No filtrado
104
103
102
101
0
10
20
30
40
Dosis UV mWs/cm2
50
60
Teoría de la Desinfección UV.
Eficacia y rendimiento
Espacio entre lámparas
• Espaciado de Lámparas: La
distancia equidistante entre
centros de una matriz de
lámparas UV
Distancia entre
Lámparas
Teoría de la Desinfección UV.
Eficacia y rendimiento
Eficacia del reactor
Gris 0-1
Verde 1-2
Azul 2-3
Rosa 3-4
Amarillo 4-5
Blanco >5
Mw/cm2
Campo lumínico con lámparas
de
100 W espaciadas a 7,6 cm
para un 60% UVT
Campo lumínico con lámparas
de 125 W espaciadas a 12,8
cm para un 60% UVT
Teoría de la Desinfección UV.
Comparación con la Desinfección Química con la UV
Dosis
Tiempo de
Residencia
Desinfección
Química
Desinfección
UV
CT
(Concentración x Tiempo)
IT
(Intensidad UV x
Tiempo)
Minutos a Horas
(ozono, cloro, cloraminas)
Segundos
(0.1 to 5s)
Corto-Circuito
bajo
Alto en reactores mal
diseñados
Monitorización
Concentración
Dosis
Temp., pH, COT, partículas
UVT (COT),
partículas
Parámetros
Teoría de la Desinfección UV.
Comparación de la Desinfección Química con la UV
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
Desinfección fotocatalítica de agua
contaminada con protozoos
TiO2/UV
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
Tratamiento convencional de agua potable
Agua Bruta
COAGULACIÓN
FLOCULACIÓN
FILTRACIÓN
RÁPIDA SOBRE
ARENA
NaClO
como desinfectante
Agua potable
CRYPTOSPORIDIUM PARVUM, GIARDIA LAMBLIA Y AMOEBA
Son los protozoos más importantes en la calidad
del agua POTABLE, de RECREO y de RIEGO
Cryptosporidium
Parvum (4-6 µm)
Giardia Lamblia
(8-14 µm)
Producen infecciones intestinales graves
Amoeba
(10-25 µm)
La Giardia es mucho más resistente a la desinfección que las bacterias.
El Criptosporidium es uno de los microorganismos más resistentes a la desinfección
química en agua.
Las amoebas requieren 50 ppm de Cloro para su inactivación.
Las amebas de vida libre (Acanthamoeba)
•Son protozoos que viven en aguas frescas y naturales,
en el barro y en el suelo, en los biofilms que se
forman en los filtros de las plantas de tratamiento,
en las superficies de los tanques de almacenamiento
de agua, en las zonas corroídas y con incrustaciones de las redes de
distribución de agua, así como en el aire, vehículo que utilizan como medio de
dispersión.
•Se alimentan de bacterias (englobándolas en su citoplasma en forma de
vacuolas), de hongos y materia orgánica. Son especialmente favorables las
aguas dulces eutrofizadas, co-existen con el fitoplancton y
con recurrentes floraciones de cianobacterias .
•Estos habitantes del suelo adoptan formas de quiste y actúan como
anfitriones naturales de bacterias y cianobacterias donde pueden sobrevivir y
replicarse en vesículas ameboides en su citoplasma.
•Esta situación proporciona a las bacterias protección a las condiciones
ambientales adversas y de los tratamientos biocidas.
Las amebas de vida libre (Acanthamoeba)
•Las Amebas pueden actuar como vector para la transmisión directa de
las bacterias a los anfitriones humanos a través de la inhalación de
vesículas de ameba.
•La vía de inhalación es la cavidad nasal durante el baño ó de la
respiración de polvo y aerosoles.
Como un modelo de
bacterias resistentes
ambientales, huéspedes de
las amebas, se utiliza la
bacteria intracelular
Legionella pneumophila,
agente causante de la
neumonía "legionelosis"
Necesidad de erradicar las
amebas de vida libre en el
agua de abastecimiento.
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
Tratamiento convencional de agua potable
Agua Bruta
COAGULACIÓN
FLOCULACIÓN
FILTRACIÓN
RÁPIDA SOBRE
ARENA/Carbón
Activo
NaClO
como desinfectante
Agua potable
INCONVENIENTES DE LA DESINFECCIÓN CONVENCIONAL
Ineficaz contra algunos microorganismos
Cryptosporidium
Parvum
Giardia Lamblia
99 % inactivación
90 % inactivación
at pH 7  80 mg
in 90 min at 25 ºC
ClO-
L-1
ClO- at pH 7  2.5 mg L-1 48 min at 5 ºC
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
Cryptosporidium Parvum
Giardia Lamblia
ALTERNATIVAS A LA DESINFECCIÓN
Los Protozoos son notoriamente resistentes
Se necesitan largos tiempos de exposición comparados con los
necesarios para las bacterias aerobias
Produce especies altamente reactivas como los radicales
TiO2 + UV
hidroxilo (·OH)
UV
ANTECEDENTES TiO2 + UV
TiO2 en polvo + Suspensiones acuosas de protozoos en agua ultrapura
Difícil operación en flujo continuo
+
Condiciones cuestionables en tratamientos reales:
Daño celular debido a la lixiviación de iones Ca2+ y Mg2+ desde las
paredes celulares
W.A. Hijnen, E.F. Beerendonk, G.J. Medema, Water Res. 40 (2006), 3–22.
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
Fotocatalizador soportado de TiO2
Cámara
Fotocatalítica
Lámpara de UV
Agua potable declorada
como matriz para los
EXPERIMENTOS DE
DESINFECCIÓN
Fotocatalizador
De TiO2
Caudalímetro
Figura 4. Examinación de G.Lamblia FITC (a) y DAPI (b). Las flechas muestran las
regiones características polares de G.Lamblia
Análsis de Protozoos
Morfología típica de G.Lamblia (a)
Método US EPA 1623
No puede determinar
la viabilidad o la capacidad de
infectar
Núcleos en G.Lamblia (b)
Morfología de G.Lamblia Núcleos
de la G.Lamblia
(FITC)
(DAPI)
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
CRYPTOSPORIDIUM PARVUM AND GIARDIA LAMBLIA
Consideraciones
No hay un método para determinar la viabilidad de estos protozoos
El recuento se hace de protozoos vivos y muertos
Únicamente la destrucción del protozoo producirá una
reducción en el recuento de quistes y ooquistes
Presentaremos experimentos de desinfección simultánea de
Cryptosporidium Parvum y Giardia Lamblia
Photocatalytic conditions: 500 L/h
Volume system = 150 L
Desinfección fotocatalítica
de protozoos resistentes
UV mercury lamp (254 nm, 40 W)
Condiciones de Desinfección:
Irradiation
ClO
C.Parvum
Irradiación
Entrada
Entry
time
500 L h-1
-1
(min)
(min)
(mg L )
(oocyst/20 L)
150 L agua+protozoos
Initial
Final
Photochemical UV
irradiations without
1 lámpara UV de Hg de Desinfección
mediante
UV sinphotocatalyst
fotocatalizador
baja presión
51
40
1
14
0
(254 nm, 10 mW/cm2-,
21.5 %
UV
36
1
40 W)
2
30
0
97.2 %
3
4.5
UV + Cl2
Photocatalytic irradiations
Desinfección
fotocatalítica
Aplicaciones reales
Pequeñas
cantidades
de Cl2
TiO2+
UV
TiO2+ UV
+ Cl2
4
10
0
5
18
0
6
30
0
7
4.5
0.15
8
8.5
0.15
Control without
Cloración
sinirradiation
irradiación
Cl2
9
30
EU 1998, J. Euro. Com. L 330, 1998, pp. 32–54.
0.15
0.15
52
51
1.92 %
19
4
G.Lamblia
(cyst/20 L)
Initial
Final
165
0%
299
41
86.2 %
135
135
0%
114
78.9 %
72
98.6 %
0
100 %
12
4
66 %
21
0
100 %
52
52
0%
16
86 %
1
29
165
282
16
94.3 %
225
11
95.1 %
61
17
72 %
77
0
100 %
282
282
0%
Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes
CONCLUSIONES
 Un fotorreactor UV implementado con una fibra cerámica de TiO2
es altamente eficiente para promover la desinfección en flujo
continuo de protozoos resistentes como son el Cryptosporidium
Parvum y la Giardia Lamblia.
 La acción de este sistema fotocatalítico está remarcablemente
mejorada con la presencia de pequeñas cantidades de
hipoclorito.
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
Desinfección de agua contaminada con
bacterias resistentes: Legionella.
OXIDACIÓN AVANZADA CON UV/H2O2
OXIDACIÓN AVANZADA CON UV/TiO2/ Cl2
OXIDACIÓN AVANZADA CON UV/O3
OXIDACIÓN AVANZADA CON UV/H2O2
UV/H2O2
• Desinfección simultánea con la Oxidación de una amplia gama de contaminantes que
no pueden ser eliminados por las tecnologías existentes
• El proceso puede ser modelado desde el principio, lo que permite el control avanzado y
la garantía de conseguir el rendimiento buscado.
• La tecnología se ha probado para el uso de recursos afectados por aguas residuales y en
la reutilización indirecta de Agua Potable.
• Sin formación de bromatos.
PROCESO UV/H2O2
La luz UV es absorbida por el peróxido de hidrógeno:
H2O2
P + OH
hn (energía)
2 OH
O2
kOH,P
[especies radicales]
Productos
El grado de degradación depende de:
• Concentración H2O2
• Intensidad y distribución espectral de la fuente de luz , λ de la fuente de iluminación.
Especialmente eficaces lámparas de 185 nm. (corto poder de penetración en el
medio)
• Absorción por el agua
• Demanda de radical OH.
Desinfección fotoquímica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
0.5 - 2 µm
48 especies y 70 serogrupos
Torres de Refrigeración
RESISTENCIA AL CLORO
EN PRESENCIA DE:
BIOFILMS (3 ppm)
AMOEBA (50 ppm)
Piscinas, fuentes…
Legionella Pneumophila
85 %
Serogrupo 1
Agua potable (ducha, baños, etc.)
Infección Pulmonar
Fiebre Pontiac
Desinfección fotoquímica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
MÉTODOS DE ANÁLISIS DE LA LEGIONELLA PNEUMOPHILA
ANÁLISIS
LEGIONELLA PNEUMOPHILA.
Método de Cultivo.
litro
PCR Viable.
Número de Unidades Formadoras de Colonias (UCF) por
PRESENCIA / AUSENCIA de Legionella Viable
PCR Cuantitativo: Número de células (viables o muertas) por litro
PCR. Reacción en cadena de la polimerasa  Técnica que permite copiar y amplificar fragmentos de ADN. Esto
se realiza por la enzima ADN polimerasa que cataliza la síntesis de ADN a partir de fragmentos de ADN.
PCR Viable. RT-PCR (reverse transcriptase-polymerase chain reaction). Es una técnica en la cual un filamento
de ARN mensajero se transcribe en un complemento de ADN capaz de ser amplificado por PCR. Este proceso lo
realiza la enzima reversa transcriptasa.
Desinfección fotoquímica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
Tratamiento en muestras inoculadas en el laboratorio para obtener datos
extrapolables a prototipos semi-industriales
Irradiación UV y H2O2 como agente oxidante.
Sample
H2O2
(ppm)
Initial
15,0
Exhibition PCR
time (min) Viable
Inventory
(ufc/L)
0
PCR
quantitative
(cells/L)
53520,0
Sample
1
12.0
12.0
Presence 0
30225,0
2
10.1
18,0
Presence 0
1620,0
3
7,9
20,2
Absence 0
0
Condiciones de reacción
0.2 m3 h-1
1 lámpara UV (254 nm, 32 W)
Desinfección fotocatalítica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
Experimento de desinfección en continuo y recirculación
Sample
Irradiation Chlorin PCR
time (min) e (mg viable
L-1
Initial
Condiciones de reacción:
0.2 m3 h-1
1 UV lamp (254 nm, 40 W)
TiO2 / Agua clorada
Retention time/clye = 0.8
min
€Sam
ple
Count (cfu)
(ufc/L)
0.8
Presence
13120
1
0,26
0,6
Presence
0
2
0,51
0,42
Presence
0
3
0,74
0,28
Absence
0
4
1,04
0,20
Absence
0
Irradiation
time (min)
Chlorine
(mg L-1)
Viable
PCR
Quantitative PCR
(cells/L)
Counts (cfu/L)
1
0
0.15
Presencia
1625135
0
2
1.6
0.1
Ausencia
499077
0
3
3.2
0.12
Ausencia
97925
0
4
4.78
0.14
Ausencia
55693
0
Desinfección fotocatalítica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
SISTEMA
O3 + UV PARA LA DESINFECCIÓN DE LEGIONELLA
V = 300 L
Q = 1000 l h-1 (3.3 cycles/hour equivalent to 1 min exposition)
1 lamp UV (254 nm, 100 W)
O3 dose = 0.5 mg L-1
Legionella culture (C.F.U)
16000000
14000000
12000000
U.F.C.
10000000
8000000
6000000
4000000
< LOD (50 c.f.u)
2000000
0
0
20
40
60
80
t (min)
100
120
140
Desinfección fotoquímica de agua contaminada con
bacterias resistentes. Legionella.
Legionella cells/L
O3 + UV
V = 300 L
Q = 1000 l h-1 (3.3 cycles/hour equivalent to 1 min
exposition).
1 lamp UV (254 nm, 100 W)
O3 dose = 0.5 mg L-1
Quantitative PCR vs
time
1000
0
0
1
2
3
t (h)
189 cells_destruction/15 min
Quantitative PCR vs time
Legionella cells/L
200000
160000
Viable PCR negative
Viable PCR positive
120000
In addition, culture counts were
always zero
80000
40000
0
0
0,5
1
1,5
t (h)
2
2,5
RESULTADOS DEL TRATAMIENTO EN CONTINUO DE UN AGUA DE POZO
DE APORTE A LAS BALSAS DE LAS TORRES DE REFRIGERACIÓN
SISTEMA O3 + UV PARA LA DESINFECCIÓN DE LEGIONELLA
Tratamientos de desinfección en plantas
municipales de aguas potables,
alternativos a la cloración.
1.
2.
3.
4.
EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO
CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN
TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA
INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS
4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA
4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA
5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.
EL SECRETO HOLANDES: CÓMO PROPORCIONAR AGUA DE CONSUMO DE
FORMA SEGURA SIN CLORO.
Holanda es uno de los pocos países donde el cloro no se utiliza, ni para el
tratamiento de desinfección en cabeza ni para mantener un desinfectante residual
en la red de distribución.
El enfoque holandés que permite producción y distribución de agua potable, sin el uso de cloro y sin
comprometer la seguridad microbiana en el grifo, se pueden resumir:
1. Utilizar la mejor fuente disponible, por orden de preferencia:
- Las aguas subterráneas AERÓBICAS microbiológicamente seguras,
- Aguas superficiales controladas y sin aportes artificiales.
2. El tratamiento de las aguas en un proceso de barreras múltiples;
Usar tratamientos preferentemente físicos, tales como sedimentación, filtración y desinfección UV
combinado con la oxidación por medio de ozono o peróxido de hidrógeno. Evitar el uso de cloro.
3. Evitar la entrada de contaminación durante su distribución:
3.1. Prevenir el crecimiento microbiano en los sistema de distribución. Red de agua construida con
materiales bioestables.
3.2 Monitorización de los sistemas de almacenamiento y de distribución para la detección oportuna de
fallos y fugas en la red. Instalación de válvulas anti -retorno.
CÓMO PROPORCIONAR AGUA DE CONSUMO
DE FORMA SEGURA SIN CLORO.
Resumen:
-Investigación de la calidad de las fuentes de
captación, control de la eficacia de los tratamientos
y de la bioestabilidad de la red de distribución de
agua potable así como la presencia de Legionella.
- Biomonitorización
-Evaluación cuantitativa en continuo de riesgos
microbiológicos en la red y a la entrada de los
puntos de consumo
Proceso adoptado en la ETAP
de Andijk, Rotterdam
Dosis UV para la eliminación del 99,9% de patógenos
La dosis aplicada de 120 mJ/cm2 es suficiente para inactivar todos los patógenos.
Porcentaje de reducción de microcontaminantes mediante el
proceso de oxidación avanzada H2O2/UV.
La dosis de desinfección es menor que la utilizada para la
destrucción de microcontaminates UV/H2O2. 540 mJ/cm2.
El proceso adoptado está basado en el tratamiento con
UV/H2O2 para la destrucción de compuestos orgánicos
- La dosis UV aplicada es de 540 mJ/cm2 (0,56 kWh/m3) con
6 g/m3 de H2O2.
- No se genera bromatos.
-No se genera subproductos apreciables
UV/H2O2- Tratamiento aplicable como barrera de
contaminación biológica y de contaminantes
orgánicos emergentes.
Agradecimientos:
Prof. Hermenegildo García
Prof. Sergio Navalón
Prof. Belén Ferrer
Miembros del grupo FOTOHET.
Datos obtenidos por el grupo FOTOHET como resultado
de sus colaboraciones con UBE CHEMICAL, AITEX Y
TROJAN UV.