Tractaments de purificació d'aigua i biofilms: formació, composició i prevenció

Tractaments de purificació d'aigua

Monopermutació: Permutació o canvi d'ions presents a l’aigua per altres ions fixats a un suport pel que es fa circular l’aigua. S’utilitza per descalcificar aigua. Aquesta aigua perd duresa (elimina cations de calci i magnesi) però no es desmineralitza. És un intercanvi reversible, la zeolita càlcica es pot recuperar com a zeolita sòdica submergint-la en una solució concentrada de ions sodi. S'utilitza per H2O injectables i HD.

Bipermutació o resines intercanvi iònic: És una reacció química reversible, en la qual els ions dissolts s'eliminen de la solució i se substitueixen per altres ions de càrrega elèctrica igual o similar. Són sòlids porosos lleugers que es poden disposar en columnes separades o en un llit mixt S'utilitza en HD. Es substitueix per la doble osmosi inversa i equips d'electrodesionització.

Electrodesionització (CDI)

Es una combinació d’electrodiàlisi i intercanvi iònic amb l’objectiu d’eliminar ions de l'aigua. En l'aigua tenim cations i anions, en la CDI posem dos camps magnètics diferents a cada costat i atrau camp - a cations (+) i camp + a anions (-). Posem membranes o - o +, aquestes no deixen passar cations o anions. A - cation i anions més resistència té l'aigua, i això es soluciona posant resines en l'espai que volem purificar que fa la funció de pont i condueix els anions i cations restants a les zones de concentració. Ús de HD

Floculació

És un tractament de les impureses de l'aigua. Aquest consisteix en que per agitació partícules coagulades (partícules adherides a partícules de coagulació) i aquestes s'adhereixen a flocs (facilitant l'extracció) que les uneix entre si. Apareixent com a fang o sílice, etc.

Oxidació i desinfecció: cloració, ozonització

- Cloració: el clor i la lleixiu són desinfectants per l'aigua. El clor actua bé en medi àcid. Molt volàtil, una gota de clor desinfecta molts litres d'aigua. Cal fer una descloració per evitar efectes negatius.

- Ozonització: O3, molt inestable, és un bon bactericida i fungicida, oxida proteïnes. No es veu influenciat pel pH ni deixa residus. Però és molt car. Mètodes de contacte ozo-aigua: Contacte per injector: s’injecta aire ozonitzat en el cabal d’aigua. Aquesta aigua desemboca en una torre de contacte que és on l’aigua està en contacte amb l’ozó, i d’aquí l’aigua desinfectada es torna al circuit. / Contacte per difusors porosos / Contacte per turbina

Tractament d’esterilització per RUV

Aquest irrita els microorganismes per radiació, matant-los. No modifica la composició ni característiques organolèptiques. Però la seva efectivitat és baixa a grans volums de substàncies per l'efecte ombra.

Calor

Utilitzat per controlar el creixement microbià. L’aigua s’escalfa a 80ºC en els dipòsits i és mantinguda a aquesta temperatura mentre circula per l’anell de distribució per assegurar la qualitat microbiològica. És més car que RUV per el seu cost energètic.

Filtració

Sistema per separar partícules sòlides del fluid per l'ajuda de materials porosos.

- Filt. per transmissió: reté partícules sòlides més grans que el porus del filtre. Provoca obstrucció del filtre.

- Filt. per adsorció: les partícules queden retingudes a la superfície interna dels canalículos que formen els porus dels materials adsorbents, passa dintre del filtre. És complicat si és efectiu, despren partícules i s'omple ràpidament.

- Filt. de carbó: molta puresa però properes a la contaminació microbiològica. Es substitueix per aigües químiques de decloració.

- Prefiltració o filtració clarificant: eliminació de partícules grosseres superiors a 5 µm i es realitza com a pretractament per evitar la colmatació dels filtres posteriors

- Microfiltració: filtració esterilitzant. Tractament per la retenció de bacteris, necessita un filtre absolut per eliminar la major part de les bacteris.

- Ultrafiltració: filtració per pressió a través de membranes semipermeables.

Osmosi inversa

Aquesta és una purificació que utilitza una membrana semipermeable, on aplicant pressió al líquid amb substàncies, aconseguim que no hi hagi un procés d'equilibri, sinó que obtenim més aigua neta. És important fer un pretractament per no obstruir la membrana, ja que aquesta es omple ràpidament.

Destil·lació: Obtenció d'aigua pura sense impureses com l'aigua destil·lada. Aquest procés consisteix en vaporitzar l'aigua i després condensar el vapor.

- Efecte simple: evaporador i condensador

- Doble efecte: Aprofitar calor de vapor 1 per escalfar tanc 2 i tenir el doble

- Termocompressió: per pressió inferior, i per tant - temperatura per ebullició.

Biofilms: Què són?

Els biofilms són colònies o acumulacions imperceptibles de bacteris i organismes multicel·lulars. Aquestes es poden trobar en diferents zones amb molta humitat, o sobre superfícies i materials en contacte amb l’aigua. Són un risc per les instal·lacions d’aigua de qualitat farmacèutica? Per què? Si, ja que la seva presència indica de contaminacions en les instal·lacions d’aigua de qualitat farmacèutica. Aquestes poden originar problemes de salut. En aigües potables, la presència de petites quantitats de bacteris no és perillosa per la salut. En aigües de qualitat farmacèutica és important que el nivell bacteriològic sigui inexistent, amb controls estrictes de l’aigua. En el cas de que s’hi trobin bacteris o biofilms, s’hauria de fer tractaments específics per netejar l’aigua d’aquests microorganismes. Quina és la seva composició? Els biofilms estan formats per microorganismes com bacteris, fongs i una matriu extracel·lular, la qual és el 80% de la seva composició. La matriu està formada per exopolisacàrids (molècules grans de carbohidrats, amb proteïnes) amb canals interns per on circula aigua (97% del compost de la matriu), enzims, nutrients (ajuden amb el creixement del biofilm) i residus. Quines són les etapes de formació? ● Adhesió: Quan hi ha les condicions adequades els microorganismes s’adhereixen a la superfície. ● Colonització: els microorganismes van quedant units entre ells formant una pel·lícula que els protegeix i els alimenta. ● Formació: Els microorganismes van creixent sota aquesta pel·lícula i així, creant zones per la supervivència dels gèrmens. ● Dispersió: Un cop no queda aliment o aquests microorganismes volen seguir creixent, és trenca aquesta pel·lícula. Aquesta, també es pot trencar quan es fa una neteja o una desinfecció amb productes químics. Quins tipus de microorganismes el poden formar? Els biofilms es formen per una o diverses espècies diferents, com protozous, bacteris, llevats, fongs o algues. Quins són els factors que predisposen l’aparició de biofilms? Els factors que afavoreixen l’aparició de biofilms són la temperatura, els Ph neutres (sobretot en aigua) i l’oxigen, ja que sense aquest no es podran desenvolupar. Per tant, podem dir que el que afavoreix a que creixin són els climes amb humitat ja que així tindran recursos per a desenvolupar-se i créixer. És per això que en aigües es formen biofilms ja que tenen tots els factors de manera favorable. Per què és difícil eliminar-los? Perquè són imperceptibles a l’ull i també perquè oposen molta resistència als productes de neteja i desinfecció. Quan el biofilm s’adhereix entre ells, també ho fan amb la superfície amb l’ajuda de uns microfilaments. Com es pot evitar la seva aparició? Per prevenir la seva aparició es té de tenir una neteja i desinfecció de la superfície periòdicament, fent controls de la zona i tenint un bon manteniment. És important primer netejar la superfície, després desinfectar amb productes químics especialitzats en el seu tractament.