Carbono y agua
El carbono elemental no suele encontrarse disuelto en el agua. En cambio, el agua contiene carbono en gases disueltos, minerales carbonatados y compuestos orgánicos. Su forma y concentración son importantes porque influyen en la alcalinidad, el pH, la formación de incrustaciones, el rendimiento del tratamiento y la calidad del agua.
El carbono en el agua puede referirse a varias cosas distintas. El carbono inorgánico disuelto (DIC), el carbono orgánico (DOC, POC o TOC), el dióxido de carbono gaseoso y los adsorbentes sólidos de carbono, como el carbón activado, no deben considerarse equivalentes.
Carbono inorgánico: dióxido de carbono, bicarbonato y carbonato
En las aguas naturales, el carbono inorgánico disuelto se encuentra principalmente en forma de dióxido de carbono disuelto (CO2), ácido carbónico (H2CO3), bicarbonato (HCO3−) y carbonato (CO32−). Sus proporciones relativas dependen principalmente del pH; la temperatura, la presión y la composición del agua también afectan al equilibrio.
El dióxido de carbono procedente del aire, de la respiración del suelo y de la actividad biológica puede disolverse en el agua. Cuando el agua entra en contacto con piedra caliza y otros minerales carbonatados, su disolución puede aportar calcio, magnesio y bicarbonato al agua. En muchas aguas dulces, el bicarbonato es el principal contribuyente a la alcalinidad. La alcalinidad es la capacidad del agua para neutralizar ácidos; no equivale al pH ni a la dureza.
A un pH más elevado, una mayor proporción del carbono inorgánico está presente como carbonato. Si las concentraciones de calcio o magnesio y el equilibrio de los carbonatos alcanzan la sobresaturación, pueden precipitar minerales carbonatados y formar incrustaciones. Los cambios en el pH, la temperatura, la presión o el CO2 disuelto pueden alterar ese equilibrio.
Carbono orgánico y mediciones de la calidad del agua
La materia orgánica natural llega al agua desde los suelos, la vegetación, las algas y la actividad microbiana. Las aguas residuales y los procesos industriales pueden aportar otros compuestos orgánicos. Los laboratorios pueden informar del carbono orgánico disuelto (DOC), el carbono orgánico particulado (POC) o el carbono orgánico total (TOC). El TOC mide el carbono orgánico de una muestra; no mide todo el carbono inorgánico disuelto.
El carbono orgánico comprende compuestos con propiedades muy diferentes. Algunos son biodegradables, mientras que otros persisten o afectan al color, el sabor, el olor, la formación de subproductos de la desinfección o el ensuciamiento de las membranas. Un resultado de TOC por sí solo no identifica los compuestos individuales ni determina qué tratamiento funcionará; el objetivo del tratamiento y la matriz del agua deben orientar los análisis adicionales.
Formas del carbono y tratamiento del agua
- Dióxido de carbono disuelto: la aireación o la desgasificación pueden reducir el CO2 libre cuando las condiciones del proceso y la química del agua lo permiten. La desgasificación modifica el equilibrio de los carbonatos y puede afectar al pH.
- Bicarbonato, carbonato y alcalinidad: para un objetivo definido, pueden considerarse el ajuste del pH, el ablandamiento con cal, la precipitación, la nanofiltración o la ósmosis inversa. La selección depende de la dureza, la alcalinidad, la saturación, la recuperación y los residuos.
- Compuestos orgánicos: el tratamiento biológico puede reducir la materia orgánica biodegradable. La adsorción con carbón activado puede eliminar muchos compuestos orgánicos seleccionados, pero su rendimiento depende del adsorbente, de los contaminantes objetivo y de las condiciones de funcionamiento.
El carbón activado es un medio de tratamiento poroso; no es carbono elemental disuelto. El carbón activado granular no es un método general para eliminar bicarbonato u otras formas de carbono inorgánico disuelto. La ósmosis inversa y la nanofiltración pueden reducir muchos iones disueltos y algunas sustancias orgánicas, pero el CO2 disuelto sin carga puede atravesar las membranas y requerir una desgasificación independiente o un postratamiento.
Para consultar ejemplos de compuestos de carbonato y bicarbonato, corrientes industriales y de aguas naturales habituales y vías de tratamiento pertinentes, véase sales comunes que contienen carbono en el agua. Información relacionada: adsorción con carbón activado, carbonato y bicarbonato en el agua de riego y calcio en el agua.
Consulte un problema de tratamiento del agua relacionado con el carbono
La evaluación comienza por el objetivo del tratamiento y un análisis adecuado del agua. Según el caso, los parámetros pueden incluir el pH, la alcalinidad, el carbono inorgánico, la dureza, el TOC o el DOC, los compuestos orgánicos objetivo, la temperatura y el caudal. Estos datos ayudan a comparar las opciones; ningún proceso único es adecuado para todas las corrientes que contienen carbono.
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Última revisión: por Lenntech.
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