Estudio y monitorización de la desinfección del agua marina en grandes acuarios

Abstract

[ES] Tradicionalmente, los grandes acuarios se han desinfectado mediante aplicación de oxidantes como el hipoclorito sódico. Sin embargo, debido a su gran persistencia en el agua y su toxicidad, es sabido que el hipoclorito sódico puede ser letal para los peces e incluso para los mamíferos pues ataca a las mucosas de éstos últimos. Por lo tanto, la tendencia actual es la desinfección mediante ozono y luz ultravioleta. Los objetivos principales del presente trabajo son estudiar la utilidad del potencial redox como parámetro de monitorización de la regulación de la concentración de ozono en la desinfección del agua y la viabilidad de la sustitución de lechos arenosos por lechos filtrantes vítreos en los procesos de filtración del agua. En primer lugar, con el fin de evaluar dicha desinfección, se ha optado por estudiar la variación del potencial redox en el agua marina. Para ello se ha instalado sondas redox tanto en tubería como en un vaso hidráulico a lo largo del circuito de desinfección del agua de los acuarios. Tras un proceso de calibración de las sondas, se han realizado diversos ensayos para observar la respuesta del potencial redox a producciones constantes y variables de ozono. Para ello, se han utilizado diferentes equipos, en línea y portátiles, que han permitido decidir si el redox es suficientemente robusto para la regulación y monitorización del ozono, además de comprobar la fiabilidad de cada equipo. Gracias a los ensayos realizados se ha llegado a la conclusión de que el redox presenta una lenta respuesta a cambios de producción de ozono y que necesita de instrumentación complementaria para poder regularlo. Además, se ha comprobado que la menor respuesta que presentan las sondas redox a variaciones de producción de ozono es debida a la existencia de bromatos provocada por la utilización de ozono como agente desinfectante. Por otro lado, se estudia la eficacia del uso de lechos filtrantes vítreos en sustitución de los métodos convencionales de arena en la filtración del agua. Para ello se va a validar su uso a través de tres ensayos, en los cuales se va a medir la concentración de partículas y la turbidez del agua, se va a realizar una granulometría y se va a simular una filtración real en una columna de filtración. Por medio de estos ensayos se va a validar los parámetros más significativos de los lechos, como la talla efectiva y el coeficiente de esfericidad, con los proporcionados por el fabricante. Una vez realizados los ensayos, se comprueba que las características del lecho filtrante vítreo se adecuan a las teóricas y que presentan un alto rendimiento de filtración.

[CA] Tradicionalment, els grans aquaris s'han desinfectat mitjançant aplicació d'oxidants com l'hipoclorit sòdic. No obstant això, a causa de la seua gran persistència en l'aigua i la seua toxicitat, és sabut que l'hipoclorit sòdic pot ser letal per als peixos i fins i tot per als mamífers perquè ataca a les mucoses d'aquests últims. Per tant, la tendència actual és la desinfecció mitjançant ozó i llum ultraviolada. Els objectius principals del present treball són estudiar la utilitat del potencial redox com a paràmetre de monitoratge de la regulació de la concentració d'ozó en la desinfecció de l'aigua i la viabilitat de la substitució de llits arenosos per llits filtrants vitris en els processos de filtració de l'aigua. En primer lloc, amb la finalitat d'avaluar aquesta desinfecció, s'ha optat per estudiar la variació del potencial redox en l'aigua marina. Per a això s'ha instal·lat sondes redox tant en canonada com en un got hidràulic al llarg del circuit de desinfecció de l'aigua dels aquaris. Després d'un procés de calibratge de les sondes, s'han realitzat diversos assajos per a observar la resposta del potencial redox a produccions constants i variables d'ozó. Per a això, s'han utilitzat diferents equips, en línia i portàtils, que han permés decidir si el redox és prou robust per a la regulació i monitoratge de l'ozó, a més de comprovar la fiabilitat de cada equip. Gràcies als assajos realitzats s'ha arribat a la conclusió que el redox presenta una lenta resposta a canvis de producció d'ozó i que necessita d'instrumentació complementària per a poder regular-ho. A més, s'ha comprovat que la menor resposta que presenten les sondes redox a variacions de producció d'ozó és deguda a l'existència de bromats provocada per la utilització d'ozó com a agent desinfectant. D'altra banda, s'estudia l'eficàcia de l'ús de llits filtrants vitris en substitució dels mètodes convencionals d'arena en la filtració de l'aigua. Per a això es validarà el seu ús a través de tres assajos, en els quals es mesurarà la concentració de partícules i la terbolesa de l'aigua, es realitzarà una granulometria i se simularà una filtració real en una columna de filtració. Per mitjà d'aquests assajos es validarà els paràmetres més significatius dels llits, com la talla efectiva i el coeficient d'esfericitat, amb els proporcionats pel fabricant. Una vegada realitzats els assajos, es comprova que les característiques del llit filtrant vitri s'adeqüen a les teòriques i que presenten un alt rendiment de filtració.

[EN] Traditionally, large aquariums have been disinfected by the application of oxidants such as sodium hypochlorite. However, due to its long persistence in water and its toxicity, it is known that sodium hypochlorite can be lethal to fish and even to mammals as it attacks the mucous membranes of the latter. Therefore, the current trend is disinfection by ozone and ultraviolet light. The main objectives of the present work are to study the usefulness of the redox potential as a parameter for monitoring the regulation of ozone concentration in water disinfection and the feasibility of replacing sandy beds by glassy filter beds in water filtration processes. Firstly, in order to evaluate such disinfection, it was decided to study the variation of the redox potential in seawater. For this purpose, redox probes have been installed both in pipes and in a hydraulic vessel along the aquarium water disinfection circuit. After a process of calibration of the probes, several tests were carried out to observe the response of the redox potential to constant and variable ozone production. For this purpose, different on-line and portable equipment has been used to decide whether the redox is sufficiently robust for ozone regulation and monitoring, as well as to check the reliability of each piece of equipment. Thanks to the tests carried out, it has been concluded that the redox has a slow response to changes in ozone production and that it needs complementary instrumentation to be able to regulate it. In addition, it has been proved that the lower response of the redox probes to ozone production variations is due to the existence of bromates caused by the use of ozone as a disinfectant agent. On the other hand, the effectiveness of the use of vitreous filter beds to replace conventional sand methods in water filtration is being studied. For this purpose, its use will be validated through three tests, in which the concentration of particles and turbidity of the water will be measured, a granulometry will be performed and a real filtration in a filtration column will be simulated. These tests will be used to validate the most significant parameters of the beds, such as the effective size and the sphericity coefficient, with those provided by the manufacturer. Once the tests have been carried out, it is verified that the characteristics of the vitreous filtering bed are in accordance with the theoretical ones and that they present a high filtration performance.