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Tratamento de ÁguaOzônio
O que é 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.
Propriedades Físico-químicas
• 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
Características do Ozônio
• 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.
Como é gerado o 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.
Poder de Oxidação
DesinfetantesPotencial 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
* 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.
Ozônio Desinfectante
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.
Taxas relativas de desinfecção
DESINFETANTECONCENTRAÇÃO
mg/LEscherichia coli
contagem por mL
TEMPO (s) para 99 %
de DESINFECÇÃO
Ozônio 0,1 60.000 0,08
Cloro 0,1 60.000 250
Coeficiente de Letalidade
Objetivo C*T índicemg/L * min.
Referencia
E.Coli (>99,99 Redução) . Wasser-Abwasser
137(1996),No.2, Pag. 83-93
Cloro 3...4 .
Dióxido de Cloro 1,2 .
Ozônio 0,012....0,04 .Giardia lamblia(>99,99 Redução)
C*T índicemg/L * min.
.
Wasser-Abwasser137(1996),No.2, Pag. 83-93
Cloro 104..122 pH=7, t = 10°C
Dióxido de Cloro 23 pH=7, t = 10°C
Ozônio 1,4 pH=7, t = 10°C
Cryptosporidium parvum(>99,99 Reduction)
C*T índicemg/L * min.
.
Wasser-Abwasser137(1996),No.2, Pag. 83-93
Cloro 1440 pH=7, t = 10°C
Dióxido de Cloro >120 pH=7, t = 10°C
Ozônio >5 pH=7, t = 10°C
Aplicações do ozônio
• 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 );
• 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
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
Retirada de Cor por Oxidação
Eliminação de Ferro e Manganês
Ferro solúvelManganês solúvel
Ferro precipitadoManganês precipitado
Eliminação por filtração
Ozônio
Vantagens da utilização do ozônio
• 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.
Desvantagens 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
Toxicidade 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.