Tratamientos de desinfección en plantas municipales … · PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO....

60
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.

Transcript of Tratamientos de desinfección en plantas municipales … · PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO....

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.

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables

alternativos a la cloración.

EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS POTABLES

FILTRACIÓN RÁPIDA SOBRE

ARENA

Agua Bruta Agua

potable

COAGULACIÓN FLOCULACIÓN

FILTRACIÓN RÁPIDA SOBRE

ARENA

Agua Bruta Agua

Potable COAGULACIÓN FLOCULACIÓN

NaClO como

desinfectante FILTRACIÓN

Agua Bruta Agua Potable

1700

FILTRACIÓN FILTRACIÓN LENTA EN ARENA

1870

FILTRACIÓN RÁPIDA

SOBRE ARENA

1890

HIPOCLORITO SÓDICO

1908 2012

VARIAS POSIBILIDADES

FILTRACIÓN RÁPIDA EN

ARENA

Agua potable

COAGULACIÓN FLOCULACIÓN

Agua Bruta NaClO/Cl2

como desinfectante y

con acción residual

Desinfeción Primaria (Cl2, ClO2, O3, NH2Cl)

O3 y/o Carbón Activo

INTRODUCCIÓN

EL Hall, AM Dietrich, Am. Water Works Assoc., Opflow 26 (2000) 46-49

Suwannee river, Florida, USA

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables,

alternativos a la cloración.

Bacterias aerobias a 22ºC - 100 UFC/ml

RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano

Escherichia Coli - 0 UFC/100 ml

Enterococcos - 0 UFC/100 ml

Coliformes - 0 UFC/100 ml

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)

RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano

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.

Genero Salmonella – Salmonelosis o tifus

Vibrio cholerae - Cólera

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

VIRUS

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.

El más importante es el de la hepatitis A y los del género enterovirus

OTROS PARÁSITOS

Virus y parásitos relevantes por su impacto en la calidad microbiológica del agua

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables,

alternativos a la cloración.

Agentes Desinfectantes

Desinfectantes químicos Cloro (Cl2, HClO, ClO-) Cloraminas (NH2Cl) ClO2

O3

H2O2

Desinfección física UV, Ultrasonidos

Procesos de Oxidación Avanzada (generación de radicales .OH)

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 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

Lamp and Organism Spectra

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

200 250 300 350 400

Wavelength (nm)

E. Coli

Crypto

MP Lamp

Output

LP Amalgam

Output

Espectros de emisión de lámparas de Hg de baja (LP) y media (MP) presión Espectros de absorción de E.Coli y Criptosporidium

Teoría de la Desinfección UV. Principios

Daño ADN

E coli

100 80

60

40

20

10

8 6

4

2

200 220 240

254

280 300 nm

Un

idad

es

Re

lati

vas

Espectro Lámpara MP

260

UVC UVB

Espectro Lámpara BP

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

200 300 400 500 600

Longitud Onda (nm)

Pro

du

cc

ión

Re

lati

va

254 nm

365 nm

0

0,1

0,2

0,3

0,4

200 300 400 500 600

Longitud Onda (nm)

Pro

du

cc

ión

Re

lati

va

Teoría de la Desinfección UV. Principios

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.

TIPOS DE LÁMPARAS

Teoría de la Desinfección UV. Características de los equipos.

BP MP

40% 15%

Eficacia eléctrica de las lámparas

Potencia Vida

Media

Presión

2,8 - 13 kW 5000 h

Baja Presión

(amalgama)

0,25 kW 12000 h

Características

Teoría de la Desinfección UV. Características de los equipos.

La luz UV es absorbida por el contaminante P:

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

FOTOLISIS UV DIRECTA

O2 Productos P

hn (energía) [especies radicales]

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

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)

Intensidad = Tiempo

De Exposición X Dosis UV

Dosis UV se expresa en: µWs/cm2 (Microvatios segundos/cm2)

mWs/cm2 (Milivatios segundos/cm2)

mJ/cm2 (Milijulios/cm2 )

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal

ExposiciónTiempoIntensidadUVDosisUV

• 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

La Dosis UV-C Recibida en un Reactor depende del campo de la

intensidad UV que genere el reactor , y que es función de:

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal

Claridad del agua

Caudal

Caudal elevado = Dosis baja

Caudal bajo = Dosis alta

UVT alta = Dosis alta UVT baja = Dosis baja

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal

Factores que influyen en la dosis recibida

Medida de Transmitancia UV (UVT).

Según aumenta la absorbancia UV,

la transmitancia UV disminuye.

Ejemplos:

DI/RO agua = 99% UVT

Potable (Post CAG) = 95% UVT

Potable Municipal = 85-95% UVT

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal

Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV

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.

Efecto del Hierro

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV-C Letal

Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV

Uno de los componentes que más afectan a la

transmitancia del agua es la concentración de hierro

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

Lámpara UV

Sombra

Luz UV reflectada

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

Turbidez (NTU)

Dosis UV mWs/cm2

0 10 20 30 40 50 60

101

102

103

105

104

106

Filtrado No filtrado

Comparación de Curvas de Dosis UV entre un

Influente filtrado y no filtrado

Teoría de la Desinfección UV. Dosis UV

Factores de Calidad del Agua que afecta a la dosis UV

• 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

Espacio entre lámparas

Campo lumínico con lámparas de

100 W espaciadas a 7,6 cm para un 60% UVT

Gris 0-1

Verde 1-2

Azul 2-3

Rosa 3-4

Amarillo 4-5

Blanco >5

Mw/cm2

Campo lumínico con lámparas de 125 W espaciadas a 12,8

cm para un 60% UVT

Teoría de la Desinfección UV. Eficacia y rendimiento

Eficacia del reactor

Desinfección

Química

Desinfección

UV

Dosis CT

(Concentración x Tiempo)

IT

(Intensidad UV x

Tiempo)

Tiempo de

Residencia

Minutos a Horas

(ozono, cloro, cloraminas)

Segundos

(0.1 to 5s)

Corto-Circuito bajo Alto en reactores mal

diseñados

Monitorización Concentración Dosis

Parámetros Temp., pH, COT, partículas UVT (COT),

partículas

Teoría de la Desinfección UV. Comparación con la Desinfección Química con la UV

Teoría de la Desinfección UV. Comparación de la Desinfección Química con la UV

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables,

alternativos a la cloración.

Desinfección fotocatalítica de agua contaminada con protozoos

TiO2/UV

4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA

CRYPTOSPORIDIUM PARVUM, GIARDIA LAMBLIA Y AMOEBA

Cryptosporidium

Parvum (4-6 µm) Giardia Lamblia

(8-14 µm)

Son los protozoos más importantes en la calidad del agua POTABLE, de RECREO y de RIEGO

Producen infecciones intestinales graves

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.

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

FILTRACIÓN RÁPIDA SOBRE

ARENA

Agua Bruta

Agua potable COAGULACIÓN FLOCULACIÓN

NaClO como desinfectante

Tratamiento convencional de agua potable

Amoeba (10-25 µm)

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)

Necesidad de erradicar las amebas de vida libre en el agua de abastecimiento.

•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"

INCONVENIENTES DE LA DESINFECCIÓN CONVENCIONAL Ineficaz contra algunos microorganismos

Cryptosporidium Parvum

ClO- at pH 7 80 mg L-1 in 90 min at 25 ºC

90 % inactivación

Giardia Lamblia

ClO- at pH 7 2.5 mg L-1 48 min at 5 ºC

99 % inactivación

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

FILTRACIÓN RÁPIDA SOBRE ARENA/Carbón

Activo

Agua Bruta

Agua potable COAGULACIÓN FLOCULACIÓN

NaClO como desinfectante

Tratamiento convencional de agua potable

Cryptosporidium Parvum Giardia Lamblia

ALTERNATIVAS A LA DESINFECCIÓN

UV

W.A. Hijnen, E.F. Beerendonk, G.J. Medema, Water Res. 40 (2006), 3–22.

Los Protozoos son notoriamente resistentes Se necesitan largos tiempos de exposición comparados con los necesarios para las bacterias aerobias

TiO2 + UV Produce especies altamente reactivas como los radicales hidroxilo (·OH)

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

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

Figura 4. Examinación de G.Lamblia FITC (a) y DAPI (b). Las flechas muestran las

regiones características polares de G.Lamblia

Morfología típica de G.Lamblia (a) Núcleos en G.Lamblia (b)

Morfología de G.Lamblia (FITC)

Núcleos de la G.Lamblia (DAPI)

Análsis de Protozoos

Método US EPA 1623

No puede determinar la viabilidad o la capacidad de

infectar

Fotocatalizador soportado de TiO2

Lámpara de UV

Fotocatalizador De TiO2

Agua potable declorada como matriz para los EXPERIMENTOS DE DESINFECCIÓN

Cámara Fotocatalítica

Caudalímetro

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

CRYPTOSPORIDIUM PARVUM AND GIARDIA LAMBLIA

No hay un método para determinar la viabilidad de estos protozoos

Consideraciones

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

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

Disinfection efficiency (in (%) given below the count number) for

C. parvum and G. lamblia.

Photocatalytic conditions: 500 L/h

Volume system = 150 L

UV mercury lamp (254 nm, 40 W)

Entry

Irradiation time (min)

ClO-

(mg L-1

)

C.Parvum

(oocyst/20 L)

G.Lamblia

(cyst/20 L)

Initial Final Initial Final

Photochemical UV irradiations without photocatalyst

1 14 0

51 40 165 165

21.5 % 0 %

2 30 0 36 1 299 41

97.2 % 86.2 %

3 4.5 0.15 52 51 135 135

1.92 % 0 %

Photocatalytic irradiations

4 10 0

19 4 114 16

78.9 % 86 %

5 18 0 72 1 282 16

98.6 % 94.3 %

6 30 0 29 0 225 11

100 % 95.1 %

7 4.5 0.15 12 4 61 17

66 % 72 %

8 8.5 0.15 21 0 77 0

100 % 100 %

Control without irradiation

9 30 0.15

52 52 282 282

0 % 0 %

Condiciones de Desinfección: 500 L h-1

150 L agua+protozoos 1 lámpara UV de Hg de baja presión (254 nm, 10 mW/cm2-, 40 W)

EU 1998, J. Euro. Com. L 330, 1998, pp. 32–54.

Aplicaciones reales

Pequeñas cantidades

de Cl2

Entrada Irradiación

(min)

Desinfección mediante UV sin fotocatalizador

Desinfección fotocatalítica

Cloración sin irradiación

TiO2+ UV

UV

UV + Cl2

TiO2+ UV + Cl2

Cl2

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

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.

CONCLUSIONES

Desinfección fotocatalítica de protozoos resistentes

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables,

alternativos a la cloración.

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:

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.

Productos

H2O2 2 OH

P + OH

kOH,P

[especies radicales]

O2

hn (energía)

0.5 - 2 µm

48 especies y 70 serogrupos Legionella Pneumophila

85 %

Serogrupo 1

Infección Pulmonar

Fiebre Pontiac

Torres de Refrigeración

Piscinas, fuentes…

Agua potable (ducha, baños, etc.)

RESISTENCIA AL CLORO EN PRESENCIA DE:

BIOFILMS (3 ppm)

AMOEBA (50 ppm)

Desinfección fotoquímica de agua contaminada con bacterias resistentes. Legionella.

LEGIONELLA PNEUMOPHILA. ANÁLISIS

Método de Cultivo. Número de Unidades Formadoras de Colonias (UCF) por litro

PCR Viable. 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.

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE LA LEGIONELLA PNEUMOPHILA

Desinfección fotoquímica de agua contaminada con bacterias resistentes. Legionella.

Irradiación UV y H2O2 como agente oxidante.

Sample H2O2

(ppm)

Exhibition

time (min)

PCR

Viable

Inventory

(ufc/L)

PCR

quantitative

(cells/L)

Initial

Sample

15,0 0 53520,0

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

Tratamiento en muestras inoculadas en el laboratorio para obtener datos extrapolables a prototipos semi-industriales

Desinfección fotoquímica de agua contaminada con bacterias resistentes. Legionella.

Condiciones de reacción 0.2 m3 h-1

1 lámpara UV (254 nm, 32 W)

Sample Irradiation

time (min)

Chlorin

e (mg

L-1

PCR

viable

Count (cfu)

(ufc/L)

Initial 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

Sample Irradiation

time (min)

Chlorin

e (mg

L-1

PCR

viable

Count (cfu)

(ufc/L)

Initial 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

Condiciones de reacción: 0.2 m3 h-1

1 UV lamp (254 nm, 40 W) TiO2 / Agua clorada Retention time/clye = 0.8 min

Experimento de desinfección en continuo y recirculación

€Sam

ple

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

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

16000000

0 20 40 60 80 100 120 140

U.F

.C.

t (min)

Legionella culture (C.F.U)

< LOD (50 c.f.u)

Desinfección fotocatalítica de agua contaminada con bacterias resistentes. Legionella.

0

40000

80000

120000

160000

200000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Le

gio

ne

lla

ce

lls

/L

t (h)

Quantitative PCR vs time

Viable PCR positive Viable PCR negative

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

In addition, culture counts were always zero

0

1000

0 1 2 3

Le

gio

ne

lla

ce

lls

/L

t (h)

Quantitative PCR vs time

189 cells_destruction/15 min

Desinfección fotoquímica de agua contaminada con bacterias resistentes. Legionella.

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

1. EVOLUCIÓN SISTEMAS DE TRATAMIENTO 2. CONTAMINACIÓN DE MICROORGANISMOS: LEGISLACIÓN 3. TRATAMIENTOS DE OXIDACIÓN AVANZADA 4. INVESTIGACIÓN EN MICROORGANISMOS RESISTENTES NO LEGISLADOS 4.1 TRATAMIENTOS PARA CRYPTOSPORIDIUM Y GIARDIA 4.2 TRATAMIENTOS PARA LA LEGIONELLA 5. PLANTAS POTABILIZADORAS SIN CLORO.

Tratamientos de desinfección en plantas

municipales de aguas potables,

alternativos a la cloración.

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.

-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

CÓMO PROPORCIONAR AGUA DE CONSUMO DE FORMA SEGURA SIN CLORO. Resumen:

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.