Ozono puro

Come si determina la quantità di ozono puro necessaria per il trattamento dell’acqua? La domanda chiave per il sistema di trattamento dell’acqua industriale con ozono puro, è quanto di questo sia necessario per raggiungere l’obiettivo.

L’ozono puro offre molteplici vantaggi per il trattamento delle acque, inclusa la rimozione di composti organici, alcuni composti inorganici Fe, Mn, H2S (ferro, manganese, idrogeno solforato), colore, odore e sapore, agisce anche da micro flocculante aiutando nella rimozione dei solidi sospesi, ed è inoltre un eccellente agente disinfettante in grado di uccidere un ampissimo spettro di microrganismi, di conseguenza viene considerato sempre più per applicazioni in ambiti civili e industriali per un’ampia varietà di applicazioni di trattamento delle acque.

Poiché la rimozione dei composti organici/inorganici e la disinfezione sono le due applicazioni più comuni per l’ozono puro, questo è il focus dell’articolo.

Utilizzando ozono puro per rimuovere i contaminanti dall’acqua è importante innanzitutto comprendere come questo agisce, il fulcro d’azione è il processo chimico dell’ossidazione. Quando una sostanza chimica si ossida perde elettroni, questa reazione può avvenire con o senza la presenza di ossigeno, ma in questo caso, ci riferiamo a reazioni in cui è coinvolto l’ossigeno sotto forma di ozono puro.

Reazioni dell’ozono puro verso composti inorganici:

Le reazioni più semplici sono quelle con composti inorganici come i sali minerali di Ferro e Manganese e con l’idrogeno solforato disciolto. I metalli Fe e Mn, vengono ossidati e convertiti in composti insolubili che precipitano e la loro rimozione dalle acque industriali è importante poiché possono cambiare il colore dell’acqua, depositarsi nelle tubazioni e su tutti i materiali immersi. Per renderli insolubili viene aggiunto ozono puro e successivamente vengono filtrati dall’acqua come solidi; il dosaggio richiesto è di 0,44 mg di O3/mg di Fe, e di 0,88 mg di O3/mg di Mn.

Nel caso dell’idrogeno solforato disciolto, che crea un odore sgradevole nell’acqua simile a uova marce, se si tratta di acqua potabile, viene rimosso per renderla meglio bevibile. Il dosaggio teorico di ozono puro necessario è di 3 mg O3/mg di H2S, ma in pratica se ne usa molto di più fino a 4 mg di O3 per ogni mg di H2S. Iniettando O3 in acqua l’H2S si ossida e si converte in solfato, un sale solubile.

Reazioni dell’ozono puro verso composti organici:

A differenza dei composti inorganici, è meno semplice prevedere la quantità di molecole di ozono puro necessarie per rimuovere la materia organica dall’acqua poiché, alcuni composti organici non reagiscono con esso se aggiunto in quantità troppo bassa. Questi composti sono tipicamente acidi carbossilici, chetoni e aldeidi e senza una conoscenza dettagliata delle sostanze chimiche coinvolte o senza condurre test è abbastanza difficile prevedere il corretto dosaggio.

Misurazione dei composti organici analizzando la domanda chimica di ossigeno (COD):

Un modo per misurare la quantità di composti organici nell’acqua è quella di “misurare” il COD, così da determinare con chiarezza la quantità di ossigeno necessaria per convertire tutto il carbonio organico in CO2. Il test utilizza un potente ossidante a temperatura elevata e il cambiamento di colore rispetto alla quantità di ossidante utilizzato indica la quantità di COD. La variazione del COD viene spesso utilizzata come obiettivo nel trattamento dell’acqua.

Nei test di laboratorio si rileva la quantità iniziale di COD e a seguire si applica ozono puro alla soluzione contaminata in quantità calibrata e da lì, viene estrapolata e sviluppata una correlazione tra O3 applicato e il livello di COD. Questo è il modo più diretto per determinare il dosaggio di ozono puro necessario.

Per i composti organici trattabili con ozono puro è possibile applicare la seguente regola empirica che permette di ottenere una stima iniziale della domanda di ozono puro; se la COD è dovuta da composti organici che possono essere ossidati dall’ozono puro, si applicano 2,5 mg di ozono/mg di COD.

Misurazione dei composti organici analizzando il carbonio organico totale (TOC):

Un altro metodo per misurare la concentrazione organica nell’acqua è il TOC, questo test misura il carbonio totale (TC) nell’acqua rimuovendo prima il carbonio inorganico (IC) come ad esempio i carbonati (TC – IC = TOC).

Sebbene l’ozono puro possa ossidare i composti organici e una parte di CO2, molti dei composti rimarranno nell’acqua in stato di già ossidato, questo significa che la variazione nel TOC potrebbe non essere corretta. In generale, la rimozione del TOC richiede l’uso di processi di ossidazione avanzati, che possono comportare ma non necessariamente anche l’uso di ozono puro.

Decomposizione dell’ozono puro:

L’ozono puro in soluzione acquosa contaminata reaziona con gli elementi e ritorna allo stato originario di ossigeno puro in tempi dettati direttamente da presenza e quantità di questi, mentre in acqua senza specie ossidabili bisogna comunque tenere in conto la reazione di auto-decomposizione che varia in funzione della temperatura.

Quindi nella scelta del generatore oltre alla richiesta di ozono puro da parte di composti organici o inorganici ossidabili, il valore Ct, variazione della concentrazione di ozono puro in funzione del tempo di contatto misurata per determinare la curva C vs t definisce l’area sotto la curva, il parametro che dirà il quantitativo a produrre al quale bisognerà aggiungere anche il parametro l’auto-decomposizione. l’insieme di questi che permette la scelta dell’apparato corretto.

Efficienza di trasferimento dell’ozono puro:

Per agire efficacemente da ossidante nei liquidi, l’ozono puro deve essere correttamente trasferito dalla sua forma gassosa a quella liquida. La percentuale di prodotto gassoso (dose O3 applicata) che finisce in una soluzione liquida (dose O3 trasferita) viene definita efficienza di trasferimento.