Articole

Tratarea apei din piscină cu ozon

Ozonul se potriveste perfect pentru tratarea apei prezente in circuite hidraulice inchise sau deschise, fiind considerat drept cel mai puternic agent de dezinfectare. Cel mai mare avantaj al sau este ca acesta nu da nastere unor produsi secundari nedoriti si se degradeaza in oxigen. Un neajuns il constituie durata scurta de viata si solubilitatea slaba in apa. Cu actiunea sa de puternic biocid, nu se pot forma tulpini care sa-i reziste, iar contaminarea cu legionella este practic exclusa in prezenta ozonului.

Pentru purificarea apei este necesara producerea ozonul la locatia respectiva. Aparatul folosit pentru producerea ozonului se numeste ozonificator. Acest aparat transforma oxigenul (O2) in ozon (O3) sub actiunea unei energii. Practic se sparge molecula de oxigen in doua, iar atomii singulari de oxigen se alipesc la o alta molecula inca nedescompusa . Asa cum natura are principiile ei, numarul instabil, impar care este generat, cauta sa se recombine in numar par. La sfarsitul ciclului, ozonul se retransforma astfel in oxigen.
Aerul ozonizat este injectat sub presiune in circuitul apei, pentru a amesteca optim apa cu ozonul. Ozonizarea apei poate sa fie facuta direct in fluxul de recirculare – completa (in serie) sau poate fi facuta pe un circuit secundar al apei care sa faca apoi jonctiunea cu fluxul principal – partiala (in paralel).

 

Cand ozonul este produs acesta se va descompune rapid, deoarece ozonul este un compus instabil, cu un timp relativ scurt de injumatatire. Ozonul se descompune partial, intr-o apa care intruneste conditiile apei potabile ( adica cu pH intre 6 si 8,5), in radicali liberi OH inalt reactivi. De aceea, evaluarea unui proces de descompune a ozonului implica intotdeauna reactiile a doua elemente: ozonul si radicalii OH. Cand radicalii OH sunt particulele dominante in solutie, este vorba de un proces de oxidare avansata (AOP). Descompunerea ozonului in radicali OH in apele naturale, se caracterizeaza printr-o scadere initiala rapida a concentratiei ozonului, urmata de o a doua faza, in care ozonul scade mai lent. In functie de calitatea apei, timpul de injumatatire al ozonului se inscrie într-un intervalul de secunde pana la ore. Timpul de injumatatire al ozonului in apă este de aproximativ 30 de minute, ceea ce inseamna ca fiecare jumatate de ora concentratia de ozon va fi redusa la jumatate fata de concentratia initiala. De exemplu, atunci cand aveți 8 g/l, concentratia scade la fiecare 30 minute după cum urmează: 8; 4; 2; 1; etc. In practica, injumatatirea este mai scurta pentru ca o mulțime de factori pot influenta timpul de injumatatire. Factorii care influentează descompunerea ozonului in apa sunt temperatura, pH-ul, mediul si concentratiile de materii dizolvate si lumina UV.

Vom discuta doar despre principalii factori de influenta pentru descompunerea ozonului.
1. Temperatura
Temperatura are o influenta importanta asupra timpului de injumatatire a ozonului.
In apa timpul de injumatatire al ozonului este mult mai scurt decat in aer, cu alte cuvinte ozonul se descompune mai rapid in apă. Solubilitatea ozonului scade la temperaturi mai ridicate si este mai putin stabil.
In principal, nu putem folosi tratarea cu ozon atunci cand temperaturile depasesc 40 ° C, deoarece la aceasta temperatura timpul de injumatatire al ozonului este atat de scurt incat el practic persista in apa in care a fost initial introdus un interval insuficient de timp.

O3 dizolvat in apa ( la pH 7)

Temp (°C) Durata de injumatatire
15 30 min
20 20 min
25 15 min
30 12 min
35 8 min

2. pH-ul
Asa cum am mentionat mai sus, ozonul se descompune partial in radicali OH. Cand valoarea pH-ului creste, formarea de radicali OH creste. Intr-o solutie cu o valoare pH ridicata, exista mai multi ioni de hidroxid prezenti, vezi formule de mai jos. Acesti ioni hidroxid actioneaza ca un inițiator de descompunere pe mai departe a ozonului:

1) O3 + OH → HO2 + O2

2) O3 + HO2– → OH + O2 •- + O2

Radicalii care sunt produsi în timpul reacției 2 pot introduce alte reacții cu ozonul, provocând mai multi OH radicali să se formeze.
Figura 1 arată că descompunerea ozonului într-un mediu bazic este mult mai rapid decât în mediu acid ( la T=150 C)

3. Concentratia de solide dizolvate

Ozonul dizolvat poate reactiona cu o varietate de produsi, cum ar fi compusii organici, virusurile, bacteriile, etc. Ca urmare, ozonul se descompune in alte materii. În funcție de natura altor materii dizolvate in acea apa, acestea pot accelera ( prin reacție in lant) sau încetini descompunerea ozonului. Substanțele care accelerează această reacție sunt numite promotori. Inhibitorii sunt substanțe care încetinesc reacția.
Când apa este ozonata, drept o caracteristica a ei se folosește de multe ori termenul de “capacitate de absorbție”. Captatori ( absorbantii) sunt entități care reacționează cu radicalii OH si încetinesc reactia in lant de descompunere a ozonului.
Acest lucru se datorează faptului ca, dupa reactia captatorilor cu radicalii OH, produsele de reactie nu reactionează cu ozonul mai departe.
Carbonatul este un absorbant cu un efect puternic. Adăugarea de carbonat (CO32- ) poate creste timpul de injumatatire al ozonului.
DAR : efectul asupra vitezei de reacție este maxim la concentrații scăzute.

Mecanismul de actionare al ozonului

Ozonul operează conform principiului oxidarii. Atunci cand molecula de ozon incarcata static (O3), intra in contact cu ceva ” ce se poate oxida “, sarcina moleculei de ozon va trece direct spre acel ceva. Acest lucru se datoreaza faptului ca ozonul este foarte instabil si ii place sa se intoarca in forma sa originara (O2). Ozonul poate oxida toate tipurile de materiale, dar si microorganisme ca virusuri, mucegaiuri si bacterii. Cel de-al treilea atom suplimentar de oxigen din molecula de ozon este eliberat din molecula si se leaga cu alte materiale. In urma ramane doar molecula pura si stabila de oxigen.

Apa poate contine microorganisme si poluanti nocivi. Multe dintre aceste impuritati pot fi daunatoare pentru oameni, din punct de vedere igienic. Igiena imbunatatita poate preveni neplacerile care sunt cauzate de aceste impuritati (de exemplu boala, iritatii, eczeme). Acesta este motivul pentru care apa ce contine impuritati trebuie dezinfectata.

Datorita potentialului sau ridicat de oxidare, ozonul oxideaza componentele peretelui celular al bacteriilor. Aceasta are drept consecinta penetrarea peretelui celular. Odată ozonul intrat in celula oxideaza toate componentele esentiale (enzime, proteine, ADN, ARN). Cand membrana celulara este deteriorata prin acest proces, celula se destrama.

Mecanismul mentionat mai sus difera de cel al halogenilor (cum ar fi clorul), care sunt de obicei folositi. Clorul se stie ca penetreaza celulele prin difuzie. Odata ajuns in celula, clorul afecteaza mai multe tipuri de enzime.

In plus tratarea cu ozon elimina metalele grele din apa, inclusiv compusii complecsi organo-metalici prin oxidarea sarurilor metalice si transformarea lor în oxizi insolubili cu toxicitate redusa, care vor precipita si pot fi usor înlaturati prin filtrare convenţionala.

O comparatie intre ozon si alti dezinfectanti

Ozonul este un dezinfectant foarte puternic. Tabelul 1 compara valorile CT (concentratie * timp) ale diversilor dezinfectanti pentru dezactivarea virusilor.
Cu toate ca clorul este foarte potrivit pentru dezactivarea bacteriilor si virusurilor, acesta nu poate fi folosit pentru a dezactiva protozoare.
Tabelul 2 prezinta rata de dezinfectie pentru oochistul de giardia. In acest tabel, puteti vedea ca clorul si cloramina au valori CT inferioare. Acest lucru inseamna ca ozonul este un dezinfectant mai puternic pentru a dezactiva acest microorganism.
Protozoarele Cryptosporidium sunt greu de dezactivat de clor si cloramina. Valoare CT pentru dezactivarea cu clor variaza intre 3000 și 4000 mg min/L pentru dezactivarea 1-log ( adica 90%).

Tabel 1: Valorile CT pentru dezactivarea virusurilor de catre diversi dezinfectanti

Tabel 2: Valorile CT pentru dezactivarea oochistului Giardia de catre diversi dezinfectanti

Beneficiul ozonului este faptul ca influenteaza foarte putin pH-ul si temperatura, pe un interval larg de valori ale acestora. Desi solubilitatea ozonului scade atunci cand temperaturile cresc, rata de dezinfectie creste pentru fiecare 10 ° C . Rata de dezinfectarea a ozonului variaza foarte putin intr-un interval de pH de 6 – 8,5. Pentru anumite microorganisme rezistente (cum ar fi giardia Muris), creste rata de dezinfectare la valori de pH mai mari. Pentru alte specii de microorganisme, este exact invers.

Beneficii
– Ozonul este cel mai puternic si cel mai rapid dezinfectant si oxidant disponibil comercial pentru tratarea apei (de peste 3000 de ori mai rapid decat clorul)

– Este ecologic, nu rezulta produsi secundari nedoriti, el descompunandu-se inapoi in oxigen. Deci nu exista nici efecte chimice pe termen lung asupra mediului.

– Dupa tratarea apei, aceasta nu capata nici gust, nici miros, iar ozonul dizolvat in apa nu irita pielea, nasul, urechile si nici nu lasa un biofilm de produse chimice pe corp;

– Are o eficienta sporita in concentratii reduse, scazand astfel si efectul de coroziune asupra componentelor metalice

– Ozonul poate trata toate tipurile de agenti patogeni, in timp ce clorul, daca este administrat in doze practice, sigure, nu poate ( nu se pot forma tulpini de germeni sau virusi rezistenti la ozon, iar contaminarea cu Legionella este exclusa)

– Ozonul este generat pe loc si nu are nevoie de depozitare.

– Nu exista riscul de supradozare cu ozon – ozonul nefolosit se transforma inapoi in oxigen.

– Calitatile de dezinfectie ale ozonului nu sunt dependente de pH, si nici adăugarea de ozon nu afectează pH-ul apei ( de pH depinde doar viteza de injumatatire).

– Ozonul oxideaza si distruge uleiurile si alti contaminanti din apa.

– Actioneaza ca un micro-floculant, ajutand astfel la eliminarea de minerale, cum ar fi fier si mangan

Dezavantaje
– Durata de viata scurta
– Solubilitate slaba in apa

Trebuie sa combinam tratarea cu ozon cu tratarea cu clor ?

Ozonul este de 100 de ori mai puternic decat clorul, dar are un timp relativ scurt de injumatatire. Clorul, pe de alta parte, are un timp de injumatatire lung, care ii permite sa functioneze ca un dezinfectant rezidual pe termen lung in bazinul piscinei. Cand metodele sunt combinate corespunzator, inotatorul nu va detecta nici o cantitate de clor; cantitatea mica necesara va fi clorul “liber disponibil”, care nu s-a combinat cu produsii contaminanți ce creeaza cloramina.
Dar de ce este cel mai eficient sa combinam cele doua metode se dezinfectare? Utilizand ozonul ca principal dezinfectant si clorul doar ca dezinfectant secundar ( intr-o cantitate mult mai mica) crestem confortul persoanelor care fac baie si in acelasi timp reducem cantitatea de substante chimice periculoase si de produse secundare nedorite. Ozonul „ duce greul” prin oxidare, in timp ce clorul actioneaza ca un dezinfectant rezidual. Utilizarea de ozon in combinatie cu clor este, de asemenea, o abordare naturala, preventiva pentru managementul cloraminelor, care imbunatateste, de asemenea, calitatea apei. Daca introducem in apa mai intai ozonul si apoi clorul, reducem sansele de formare a cloraminelor. Ozonul pre-oxideaza contaminantii care ar forma cloramina si totodata oxideaza cloraminele care s-au format deja. Utilizarea de ozon imbunatateste si intretinerea piscinei in general : intrucat descompune grasimile si uleiurile ( corporale, din emulsii si alifii de plaja) previne colmatarea filtrului, in consecinta se mareste numarul de cicluri de filtrare intre spalarile filtrului, elimina biofilmul ce se acumuleaza pe pereti de-a lungul liniei apei si face ca echilibrul apei sa fie mentinut mai ușor.

Metoda de tratare a apei cu ozon se poate completa foarte bine si cu tratarea UV.

O ultima intrebare la care va dam raspunsul. Ozonul este daunator pentru sanatate?

La concentrații mai mari ozonul este daunator pentru sanatatea umana după inhalare. Mai multe agentii, cum ar fi Agenția de securitate si sanatate la locul de muncă (OSHA) au propus valori MAC pentru ozon ( MAC- este concentratia maxima admisa la care un om poate fi expus o anumita perioada de timp si unui anume agent).
Pentru ozon MAC este 0,06 PPM timp de 8 ore pe zi, 5 zile pe saptamana (PPM = parti pe milion). Pentru un maxim de 15 minute se poate tolera o valoare MAC de 0,3 PPM.
Concentratiile mentionate mai sus sunt mult mai mari decat pragul de miros la care ozonul poate fi detectat, deci concentratiile critice se vor observa rapid.
Cand oamenii sunt expusi la concentratii ridicate de ozon simptomele pot varia de la uscaciune in gura si gat, tuse, dureri de cap si in piept. In apropierea limitelor letale, vor urma manifestari mult mai acute.

Surse : http://www.cwtozone.com

http://www.ozoneworld.com

http://www.lenntech.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *