Ozono: malo en el aire pero bueno en el tratamiento de agua

Comúnmente se relaciona al ozono con su presencia en la capa de la atmósfera que permite el paso de los dañinos rayos ultravioleta, sin embargo por su naturaleza química es un fuerte oxidante que permite una desinfección efectiva como parte de procesos de purificación de agua.

Comúnmente se relaciona al O₃ con la capa de ozono, sin embargo es un fuerte oxidante y por lo tanto un desinfectante efectivo. En la estratósfera terrestre, el ozono absorbe la dañina luz ultravioleta del sol, lo que previene el daño a la biosfera.

Su presencia fue descubierta por primera vez en 1840, pero fue cincuenta años más tarde que sus poderes desinfectantes fueron explorados y empleados. En 1893, el ozono se utilizó en una aplicación a gran escala para tratar el agua de consumo humano en Holanda. Durante el siglo XX el uso de ozono se extendió al resto de Europa y a Estados Unidos, donde es aún empleado.

Durante la desinfección de agua se eliminan los patógenos, una vez que han sido removidos, se debe quitar todo residuo de desinfectante antes de descargarse a un cuerpo acuático natural. Para algunos desinfectantes, esto requiere la adición de químicos extra, por ejemplo, el cloro residual puede quitarse al añadir bisulfito de sodio al agua; sin embargo, la inestabilidad natural del ozono permite eliminar el oxígeno sin la necesidad de agregar químicos adicionales, lo que lo hace ideal para el tratamiento de agua.

La carencia de productos riesgosos, su alta eficiencia y la excelente remoción de olores desagradables son muchas de las razones por las que las plantas de tratamiento utilizan sistemas de desinfección por ozono. En Europa, el ozono es un desinfectante muy popular utilizado en el tratamiento de agua residual, superado sólo por el cloro. Además de las plantas de tratamiento de agua, el ozono se utiliza en otras industrias como en la industria de purificación de aire, en la industria de desinfección de ropa y en la industria de preservación de alimentos.

Debido a su inestabilidad, en las plantas de tratamiento de agua el ozono se genera in situ y tiene un tiempo de vida de sólo ~20 a 90 minutos, después de esto, se convierte en oxígeno.

Los dos métodos más populares para la generación de ozono son los métodos de luz UV y el de descarga de corona. El método de luz UV divide a las moléculas de oxígeno con luz UV dando como resultado átomos de oxígeno libres (O) que se unen a moléculas de oxígeno (O₂) para formar ozono (O₃). Las plantas de tratamiento de agua que utilizan este método tienen generadores con luz ultravioleta y un tubo de suministro de oxígeno. El ozono generado se captura y se bombea a un tanque de contacto donde se mezcla con el agua residual y reacciona con los patógenos para desinfectar el agua. Este método es empleado principalmente en operaciones pequeñas debido al bajo costo de la puesta en marcha.

El método de descarga de corona es similar al método de luz UV, pero en lugar de utilizar luz UV para romper las moléculas de oxígeno (O₂) y generar átomos de oxígeno libres (O), este método usa descargas eléctricas. Una vez filtrado, el oxígeno en forma de gas seco se suministra a una cámara en la que se descarga un voltaje para romper el oxígeno, posterior a esto, los átomos de oxígeno libre (O) se unen con las moléculas de oxígeno (O₂) para formar ozono (O₃). El ozono generado se captura y se libera a un tanque de contacto donde está el agua residual. El método de descarga de corona se prefiere en muchas operaciones por su mayor eficiencia desinfectante en comparación con el método de UV.

Aprovechando la naturaleza oxidante del ozono para su medición, HANNA® instruments ofrece el controlador de ORP HI8720 con indicación en mV y salida analógica de 4-20 mA. El HI8720 permite la selección de un punto de ajuste para la dosificación de ozono mediante la operación de una válvula automática (suministrada por otros).

Cuando se le usa con el controlador de pH HI8710, el DFEPO (Dispositivo para Función de Enlace Para ORP) se asegurará que la dosificación de ORP iniciará solamente cuando el nivel del pH sea el correcto.

Estos instrumentos se han diseñado para una instalación fácil y rápida y se suministran con teclado de membrana en la parte frontal, una pantalla grande y funciones de autodiagnóstico.

Además es posible elegir la salida para conectar un registrador o un PLC, con 0-20 o 4-20mA.

También se incluye una cubierta transparente al frente del controlador para protegerlo contra salpicaduras.

Referencias

Hirotsuji, J., Kawaai, Y., Tamura, T. Advanced ozone water treatment technology. Recuperado de:

https://www.sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/HIROTSUJI%20and%20TETSUYA%201996%20Advanced%20Ozone%20Water%20Treatment%20Technology.pdf

Water treatment manual. EPA Office of environmental enforcement. Disponible en:

https://www.epa.ie/pubs/advice/drinkingwater/Disinfection2_web.pdf