Las purificadora de agua son equipos capaces de retirar y desechar los contaminantes presentes en el agua, mediante la eliminación de los distintos tipos de contaminantes que se encuentran en el agua antes de ser tratada. Los procesos de purificación en una purificadora de agua consisten en una serie de tratamientos tanto físico como químicos, cuyo fin es el de eliminar contaminantes que podrían representar un riesgo para la salud humana.
Cuando se trata de proveer agua para uso y consumo humano su calidad y pureza adecuada son fundamentales, con el objetivo de prevenir la transmisión de enfermedades y efectos tóxicos en el organismo es necesario establecer límites permisibles en cuanto a las características bacteriológicas, físicas, organolépticas, químicas y radiactivas en el agua.
Entre los contaminantes presentes en el agua podemos encontrar, microorganismos, compuestos inorgánicos (sales, minerales, metales) y compuestos orgánicos (grasas, aceites, derivados del petróleo, plaguicidas, detergentes, fármacos).
Procesos o métodos de purificación en una purificadora de agua
Con el fin de asegurar y preservar la calidad del agua hasta la entrega al consumidor, se debe someter a tratamientos por medio de distintos tipos o métodos de purificación, que como ya se mencionó son tanto físicos como químicos.
Filtración (lecho profundo)
La filtración es el proceso de purificación que elimina los sólidos suspendidos en el agua. Los filtros que utilizan medios granulares, también son conocidos como de lecho profundo . Dependiendo del tipo de medio, pueden llegar a retener partículas mayores de 5 a 10 micras, que pueden estar presentes en el agua, como tierra, arena, limo y otras.
Es necesario filtrar sedimentos en una de las primeras etapas del proceso de purificación de agua para extraer del flujo de agua partículas que podrían ensuciar u obstruir los equipos utilizados en las siguientes etapas.
Medios filtrantes más comunes: suele utilizarse arena sílica, zeolita, antracita, granate o la combinación de algunos de ellos, que es lo que se conoce como un lecho multimedia.
Carbón activado
El Carbón activado granular se utiliza para filtrar químicos y microorganismos nocivos presentes en el agua. El tratamiento con carbón activado proporciona excelentes resultados al eliminar cloro, malos olores, microorganismos y patógenos como virus y bacterias, mejora el sabor y color del agua, retiene una amplia gama de químicos como pueden ser combustibles, bifenilos policlorados, dioxinas y desechos radioactivos.
A medida que esta fluye a través del filtro de carbón activado granular, los químicos se adhieren a la superficie y el interior de los millones de microporos de los gránulos del carbón activado. Los filtros de carbón activado se utilizan siempre como parte de un sistema de extracción y tratamiento de agua generalmente como segunda etapa, después de un filtro multimedia.
Un filtro de carbón activado consiste en un recipiente o columna rellena de gránulos.
Materias primas más utilizadas para fabricar carbón activado: maderas poco duras (como la de pino), carbones minerales y cáscaras o huesos de vegetales, como concha de coco, hueso de aceituna o de durazno, cáscara de nuez.
Suavización
La suavización o ablandamiento del agua consiste en la eliminación de calcio y magnesio del agua. Un suavizador de agua, es un sistema que hace pasar el agua dura a través de una cama de resinas de intercambio iónico y como resultado se obtiene agua suavizada.
Cuando el agua pasa a través de la resina, los iones de Ca+2 y Mg+2 (calcio y magnesio) con una carga positiva fuerte, remplazan a los iones de Na+ (sodio) que tienen menor carga. De esta manera, los iones que provocan la dureza en el agua quedan retenidos en las esferas de resina.
Se recomienda suavizar el agua cuando se va a ser tratada con ósmosis inversa y su dureza es mayor a 170 mg/L . También se recomienda cuando no se va a tratar por este medio, pero su valor es tan alto que causa un sabor desagradable o que para otros fines causa incrustación en los equipos subsiguientes.
Resinas: se trata de esferas sintéticas con matriz polimérica, sólidos e insolubles en agua, que se presentan en forma de esferas o perlas de 0.3 a 1.2 mm. capaces de intercambiar iones en un líquido, de acuerdo con su carga y la intensidad de la misma.
Ósmosis Inversa
En un equipo de ósmosis inversa, al aplicar una presión suficientemente alta al agua, se le fuerza a pasar a través de una membrana porosa que rechaza a más del 99% de las sales. Esta tecnología implica que un porcentaje del agua que se alimenta al sistema se destine a rechazo para que arrastre las sales. A este flujo se le llama rechazo o concentrado.
La ósmosis inversa es un proceso de membrana impulsado por presión con un rango de separación entre 0.1 y 1 nm. Por lo tanto, las membranas de ósmosis inversa tienen una alta retención de bacterias, virus y micropartículas. Los iones bivalentes también están bloqueados por la membrana.
Las membranas pueden incrustarse con carbonatos, sílice, materia orgánica o microorganismos. Cuando esto sucede se deben desincrustar mediante químicos adecuados. Previo a la entrada del agua al equipo de ósmosis inversa, se coloca un filtro de cartucho con la finalidad de retener partículas sólidas mayores a 1 micra, que no se hubieran logrado retener en los equipos anteriores o procedentes de los mismos.
Fabricación: una membrana de ósmosis inversa está compuesta por diferentes capas de poliamida a través de las cuales se filtra el agua a tratar para obtener agua con un bajo contenido en sales y libre de virus y bacterias. Los poros de las capas de poliamida filtran hasta 0,0001 micra.
Ozono
En este punto después de haber pasado por los procesos anteriores, el agua ya está purificada y es apta para beber. Sin embargo es necesario utilizar métodos de desinfección para proteger el agua contra contaminación bacteriana por fuentes externas posteriores a al proceso de ósmosis inversa.
El ozono se inyecta al gua, esto puede ser por medio de burbujeo directo al tanque que contiene el agua tratada o mediante succión con ayuda de un ventury, a través de la tubería del agua producto para llenar el tanque de almacenamiento de agua tratada.
El ozono destaca por su acción desinfectante y antiséptica, es muy eficiente como bactericida, virulicida y fungicida, destruyendo con gran rapidez estreptococos, estafilococos, colibacilos y otras bacterias.
La ozonización deja un residual que es útil cuando el agua se envasa en garrafones reciclables que pueden haber quedado con alguna contaminación bacteriana después del proceso de lavado.
Proceso de generación de ozono: este parte de oxígeno molecular (O2), que pasa a través de una cámara especial en el que se expone a una carga eléctrica con el voltaje suficiente para romper el enlace covalente del O2 y recombinar en moléculas triatómicas de oxígeno (O3, Ozono). Este tipo de generación de ozono se conoce como “de descarga de corona”.
Esterilizador de luz ultravioleta
Como una última etapa de esterilización y previo al envasado, como una segunda barrera de protección, se instala en la planta purificadora una lámpara de luz ultravioleta (UV) en la que el agua pasa a través de una cámara que integra una fuente de luz UV de la longitud de onda adecuada para impedir la reproducción y proliferación bacteriana o viral en caso de estar presente.
Los sistemas de tratamiento y desinfección de agua mediante luz ultravioleta (UV), garantizan la eliminación de entre el 99,9% y el 99,99% de agentes patógenos. Para lograr este grado de efectividad casi absoluta mediante este procedimiento físico, es totalmente imprescindible que los procesos previos del agua eliminen de forma casi total la turbiedad, ya que la luz ultravioleta debe poder atravesar perfectamente el flujo de agua a tratar.
Los esterilizadores de agua por luz ultravioleta: funcionan mediante la «radiación» o «iluminación» del flujo de agua con una o más lámparas de silicio cuarzo, con unas longitudes de onda de 200 a 300 nanómetros. El agua fluye a través del esterilizador sin detenerse..