Tratamento de Água
Ozônio
O ozônio (03), conhecido como oxigênio ativo, é
um gás natural e nos protege, como um filtro,
dos raios solares malignos. É um poderoso
bactericida, algicida, fungicida e viricida
(elimina microrganismos até 3.120 vezes mais
rápido que o cloro), além de ser reconhecido
como o mais seguro e eficaz método de
tratamento de água do mundo.
O que é ozônio?
•
Forma triatômica do oxigênio
• Gás com odor característico mesmo em
baixas concentrações.
•
Fórmula química: O3
•
Massa molecular: 48
•
Ponto de fusão a 1 atm: -192,5 ºC
•
Ponto de ebulição a 1 atm: -111,9 ºC
Propriedades Físico-químicas
• É o mais poderoso oxidante utilizável (1,5
vezes mais forte que o cloro);
• É 3.125 vezes mais rápido que o cloro na
inativação de bactérias;
•
É gerado no local da utilização;
• Quando não consumido, decompõe-se
naturalmente em oxigênio;
• O transporte, manuseio e estoque não são
necessários.
Características do Ozônio
A produção comercial do ozônio é realizada pelo
“processo corona” o qual consiste em aplicar uma
descarga elétrica em um fluxo de ar ou oxigênio. De
difícil transporte e armazenamento, o ozônio é
geralmente produzido próximo ao local onde será
utilizado.
Como é gerado o ozônio?
Potencial de
Oxidação(Volts)
Poder relativo de Oxidação*
Ozônio
2,07
1,52
Peróxido de hidrogênio
1,77
1,30
Hipoclorito
1,49
1,10
Cloro
1,36
1,00
Desinfetantes
* Baseado no cloro como referência (=1,00)
Poder de Oxidação
Oxidante
Potencial (V)
Radical hidroxila
2,8
Ozônio
2,07
Peróxido de hidrogênio
1,78
Permanganato de potássio
1,70
Hidrocloreto
1,49
Cloro
1,36
Dióxido de cloro
1,27
Oxigênio
1,23
A pressão parcial do ozônio é bastante inferior à do
oxigênio, sendo facilmente absorvido pela água; 50 vezes
mais rápido que o oxigênio.
Poder de Oxidação
Cloro: atua por difusão através da parede celular, para então agir
sobre os elementos vitais no interior da célula, como enzimas,
proteínas, DNA e RNA.
Ozônio: O ozônio, por ser mais oxidante, age diretamente na
parede celular, causando sua ruptura, demandando menor tempo
de contato e tornando impossível sua reativação. Dependendo do
tipo de microorganismo, o ozônio pode ser até 3.125 vezes mais
rápido que o cloro na inativação celular.
Foto 1. Bactéria sadia;
Foto 2. Parede celular da
Bactéria sendo atacada pelo
Ozônio;
Foto 3. Oxidação da Parede
celular da bactéria
Fotos 4, 5 e 6. Ruptura e
destruição da bactéria.
Ozônio Desinfectante
DESINFETANTE
CONCENTRAÇÃO
mg/L
Escherichia coli
contagem por mL
TEMPO (s) para 99
%
de DESINFECÇÃO
Ozônio
0,1
60.000
0,08
Cloro
0,1
60.000
250
Taxas relativas de desinfecção
C*T índice
mg/L * min.
Referencia
.
Wasser-Abwasser
137(1996),No.2, Pag. 83-93
Cloro
3...4
.
Dióxido de Cloro
1,2
.
0,012....0,04
C*T índice
mg/L * min.
.
.
Wasser-Abwasser
137(1996),No.2, Pag. 83-93
104..122
pH=7, t = 10°C
23
pH=7, t = 10°C
1,4
C*T índice
mg/L * min.
pH=7, t = 10°C
Objetivo
E.Coli (>99,99 Redução)
Ozônio
Giardia lamblia
(>99,99 Redução)
Cloro
Dióxido de Cloro
Ozônio
Cryptosporidium parvum
(>99,99 Reduction)
.
Wasser-Abwasser
137(1996),No.2, Pag. 83-93
Cloro
1440
pH=7, t = 10°C
Dióxido de Cloro
>120
pH=7, t = 10°C
>5
pH=7, t = 10°C
Ozônio
Coeficiente de Letalidade
• Água potável;
• Água de resfriamento (torres);
• Efluentes de indústrias químicas e
farmacêuticas;
• Água de processo;
• Efluente de fábrica de papel e celulose;
• Redução de odor e NOX;
• Processos de branqueamento;água mineral (
enxágüe de desinfecção de reatores, tanques,
garrafas );
• Processo de lavagem ( saladas, etc );
Aplicações do ozônio
•
Tratamento de lixívia, chorume;
•
Efluente de indústria têxtil;
•
Processos de síntese;
•
Branqueamento de matérias primas e produtos
•
Oxidação de gases
•
Desinfecção de água fresca água de processo e
água de resfriamento
•
Desinfecção, descoloração, desodorização e
desintoxicação de efluentes e melhoria da
biodegradabilidade
Aplicações do ozônio
O ozônio, devido ao seu forte poder oxidante, é aplicado
em sistemas que necessitem reduzir ferro, manganês e
sulfetos. Em estações de tratamento de água o ozônio,
também, é utilizada na redução de ácidos fúlvicos e
húmicos (precursores dos trihalometanos – THMs)
reduzindo a formação de compostos tóxicos halogenados.
A transferência do ozônio para água inicia com a
dispersão do gás na fase líquida, em forma de pequenas
bolhas, posteriormente o ozônio é incorporado à massa
líquida através da interface gás-líquido.
Aplicações do ozônio
O ozônio é freqüentemente usado no tratamento de água, de água
de processo e de efluentes para desinfecção nos processos de
lavagem (lavagem de frutas, legumes e verduras), desinfecção de
piscinas, desinfecção de sistemas de lavagem de garrafas, remoção
de ferro e manganês, melhoria de gosto e odor, eliminação de limo
e depósitos em tubos, trocadores de calor, conexões, etc.
Desinfecção de Água
de Piscina
Desinfecção e Oxidação
de Esgotos
Aplicações do ozônio
Retirada de Cor por
Oxidação
Ozônio
Ferro solúvel
Manganês solúvel
Ferro precipitado
Manganês precipitado
Eliminação por filtração
Eliminação de Ferro e Manganês
• Baixo custo de implantação e do rápido retorno do investimento do capital;
• É o mais potente oxidante disponível no mercado, a preços competitivos;
• Comparado ao cloro é 20 vezes mais eficiente, 3.120 vezes mais rápido e letal
para bactérias e micro organismos, sendo 100 vezes mais solúvel em água;
• A tecnologia moderna proporcionou pequenos geradores com alta produção
de ozônio;
• Os ozonizadores modernos são fixos no local e instalados uma única vez para
funcionar de forma continua e automática, em condições pré-ajustadas;
• O uso do ozônio no tratamento de águas e alimentos configura tecnologia de
fácil manejo, baixo custo e excelentes resultados;
• Os subprodutos orgânicos da ozonização de efluente domésticos tratados a
nível secundário, geralmente apresentam pouca ou nenhuma toxicidade a nível
agudo;
• A redução da cor mesmo nas dosagens relativamente baixas necessárias para
desinfecção, tem se mostrado efetiva.
Vantagens da utilização do ozônio
•
Não é estável
•
É sensível ao pH e a temperatura
•
Tem problemas de segurança
• Tem alguns problemas com relação
a toxicidade em algumas
concentrações e aplicações
•
É corrosivo
Desvantagens da utilização do ozônio
Exposição de 2 horas a uma concentração de 2 mg/L: secura na
boca e garganta, dores no peito, perda de habilidade mental,
dificuldade de coordenação e articulação, tosse e perda de 13% da
capacidade vital.
Toxicidade do ozônio