Sistemas de tratamiento ultravioleta Aquafine® para la reducción del carbono orgánico total (COT)
Carbono Orgánico Total (COT)
Los compuestos orgánicos se encuentran entre los
contaminantes más difíciles de eliminar en un sistema de tratamiento de agua
ultrapura (UPW) o agua de alta pureza (HPW). Un paso importante en la
producción de UPW o HPW es la eliminación del carbono orgánico total (COT). Los
compuestos orgánicos son polares y se ionizan débilmente, lo que supone un reto
considerable para los sistemas de intercambio iónico y electrodesionización
(EDI). La eliminación del COT puede lograrse de forma rentable mediante el uso
de radiación ultravioleta (UV) para oxidar las moléculas orgánicas, seguida de
intercambio iónico para eliminar las especies iónicas resultantes del agua.
Las unidades de reducción de COT Aquafine, combinadas con sistemas de intercambio iónico o EDI, oxidan los compuestos orgánicos traza en especies iónicas más pequeñas, dióxido de carbono y agua, que se eliminan con mayor facilidad mediante resinas de intercambio iónico, EDI o desgasificadores.
Fotólisis
Cuando el agua se expone a una longitud de onda específica
de luz UV, la energía descompone la molécula de agua en un proceso conocido
como fotólisis.
Una emisión de 185 nm es fundamental para una degradación
eficiente del COT. Si bien algunos compuestos de COT pueden degradarse mediante
fotólisis directa con fotones de 254 nm, la mayor parte de la reducción del COT
se inicia por fotoquímica, impulsada por la absorción de fotones de 185 nm en
el agua.
Estos fotones energéticos fotolizan la molécula de agua, lo
que da lugar a radicales hidroxilo (OH·) altamente reactivos y de corta
duración. Estos radicales pueden ionizar o descomponer rápidamente la mayoría
de los compuestos de COT. Por lo tanto, el factor predictor más importante del
rendimiento de la reducción del COT es la cantidad de luz de 185 nm absorbida
por el agua.
Tipos de lámparas ultravioleta
Las lámparas de mercurio son las únicas fuentes económicas
de las longitudes de onda cortas necesarias para la destrucción de COT.
Existen dos tipos generales de lámparas de mercurio: de
media presión y de baja presión. Si bien las lámparas de media presión son más
potentes, su mayor emisión de calor, menor vida útil y menor eficiencia
eléctrica las hacen menos preferidas para la destrucción de COT. Las lámparas
de mercurio de baja presión son ideales para la reducción de COT debido a su
alta eficiencia al generar dos líneas de emisión útiles: 185 nm y 254 nm.
Actualmente, los emisores LED no pueden utilizarse para la
reducción de COT debido a su muy baja eficiencia en las longitudes de onda UV
requeridas; esto contrasta marcadamente con su alta eficiencia en la producción
de luz visible en aplicaciones de iluminación general.
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