Control de pH para el tratamiento de agua
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El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia determinada. Por lo tanto, el control de pH consiste en usar un sistema para medir y controlar la adición de un agente neutralizante que asegure que el agua en una planta de tratamiento se mantenga en un pH específico durante todo el proceso. El agente neutralizante puede ser una sal, una base débil o un ácido. La elección del agente depende de detalles como el estado del agua en la etapa de entrada o salida, así como el tipo de tratamiento de aguas residuales o producción de agua que se esté realizando.
Existen varias razones por las que es crucial controlar el pH del agua que será sometida a tratamiento.
La primera es que si el pH del agua es demasiado bajo, corre el riesgo de degradar tuberías y grifos, lo cual puede permitir que sustancias tóxicas se filtren al agua que se está tratando. Otra razón importante es que, en el caso del agua potable, el sabor puede verse afectado si el pH no es el adecuado.
El pH debe mantenerse en un nivel específico en diferentes etapas del proceso de tratamiento para garantizar el éxito del tratamiento. Para eliminar bacterias presentes en el agua que prefieren condiciones neutras o ligeramente básicas, el pH del agua potable debe incrementarse. Posteriormente, para que el agua alcance un estado apto para consumo y seguro para su uso en distintas aplicaciones, el pH se reduce nuevamente.
Los niveles de pH se ajustan usando un tampón o buffer, que es un ácido débil o una base débil, dependiendo de si se necesita aumentar o disminuir el pH.
Durante el ajuste del pH, se produce calor porque la reacción al añadir un ácido a una base es exotérmica. Esto implica que se debe tener cuidado para mantener la seguridad en la planta.
Los niveles de pH se monitorean continuamente para asegurarse de que permanezcan dentro del rango adecuado. El tampón se suministra para restaurar el pH a su nivel correcto tan pronto como comienza a desviarse en alguna dirección.
Los requerimientos para el agua tratada varían, por lo que el resultado esperado difiere según el uso. Algunas aplicaciones del control de pH incluyen:
Es fundamental conocer el resultado esperado del agua tratada para configurar correctamente el sistema y estandarizar la salida.
Ácidos fuertes como el ácido sulfúrico (H₂SO₄) y el ácido clorhídrico (HCl), así como bases fuertes como el hidróxido de sodio (NaOH), requieren manejo cuidadoso debido a su alta corrosividad y riesgo para la salud. Se deben usar equipos de protección personal (EPP) adecuados y sistemas de dosificación controlados para evitar accidentes.
Dependiendo de si el agua será para consumo humano, procesos industriales o agrícolas, la elección del reactivo cambia. Por ejemplo, el uso de la cal hidratada (Ca(OH)₂) aporta calcio, que puede ser beneficioso para agua potable o procesos donde se quiere evitar corrosión. En contraste, el uso de el carbonato de sodio (Na₂CO₃) puede ser preferido para ajustes más suaves o en agua industrial donde no se quiere añadir calcio.
El ácido sulfúrico suele ser más económico y fácil de encontrar para bajar pH, mientras que el ácido clorhídrico puede ser más costoso o menos común en algunas regiones. Para subir pH, el hidróxido de sodio es muy eficiente pero más caro que la cal hidratada, que es más barata y fácil de manejar en grandes volúmenes.
El uso de el hidróxido de calcio (la cal hidratada) añade calcio al agua, lo que puede ser deseable para prevenir corrosión en tuberías o mejorar la calidad del agua para ciertos procesos.
Por otro lado, el uso del ácido sulfúrico puede aumentar la concentración de iones sulfato, y el uso del ácido clorhídrico puede aumentar la concentración de iones cloruro, lo que puede afectar la calidad del agua dependiendo del uso final.
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