Ozonizzatori

OZONIZZATORI

REALTÀ’: LE APPLICAZIONI CONSOLIDATE

Oggi l’ozono trova principalmente impiego nella preozonazione di acque a uso potabile, nella rimozione del colore dei tensioattivi e del COD residuo di reflui industriale, nella disinfezione di acque per uso farmaceutico, elettronico e alimentare, e nel riutilizzo industriale o agricolo delle acque depurate.

I principali vantaggi che derivano dall’uso di questo gas sono dovute principalmente:

  •  al suo forte potere ossidante;
  • alla mancata produzione di fanghi o concentrati;
  • alla capacità di degradare inquinanti;
  • all’assenza di inquinamenti secondari;
  • alla capacità di migliorare le caratteristiche generali delle acque, aumentandone la biodegradabilità;
  • all’annullamento della salinità dell’acqua trattata;
  • alla possibilità di ottenere anche un refluo disinfettato (nei trattamenti che hanno come obiettivo l’ossidazione di sostanze organiche);
  • alla capacità di evitare fenomeni corrosivi e fermentativi grazie alla forte azione disinfettante e ossigenante;
  • alla flessibilità di dosaggio e alla semplicità impiantistica, che minimizzano i costi di gestione e il controllo operativo.

La Distruzione dei fanghi biologici

Le prospettive dell’impiego dell’ozono sono legate principalmente al suo utilizzo nei processi di ossidazione avanzata (AOP) e come inibitore della crescita dei fanghi biologici negli impianti di trattamento dei reflui con sistema a fanghi attivati.
Negli ultimi 20 anni, sono stati fatti numerosi progressi nell’ambito della depurazione delle acque reflue e, in particolare, nella gestione dei fanghi biologici. Tuttavia, attualmente i costi per il trattamento dei fanghi rappresentano ancora una voce economica particolarmente rilevante nell’ambito della gestione delle acque reflue, raggiungendo in taluni casi il 50%, e talvolta anche il 60%, dei costi totali di trattamento delle acque. L’uso mirato della tecnologia a Ozono per la degradazione chimico-biologica del fango secondario comporta diversi  benefici. Tra questi: la riduzione delle quantità di fango da smaltire, migliori caratteristiche drenanti, la riduzione dei costi dei chemicals, l’ eliminazione dei batteri filamentosi e una migliore sedimentabilità. Tutte le forme di lavoro industriali producono masse di rifiuti e di scarichi d’acqua che modificano le condizioni idrogeologiche, fino a contribuire al degrado delle acque sotterranee. Le principali impurità derivanti dai residui sono: acidità, solidi disciolti, metalli, materiali radioattivi e sostanze chimiche tossiche. Perdite accidentali di fluidi tossici, di benzina o di oli possono migrare attraverso zone permeabili del suolo fino a raggiungere le acque sotterranee. Gli idrocarburi rappresentano di gran lunga le fonti prevalenti di contaminazione per effetto di versamenti o perdite per rottura di linee di tubazioni interrato o di recipienti di stoccaggio. Gli effetti possono persistere per decenni nel sottosuolo, causando cattivi sapori e presenze di residui nelle acque pompate dagli acquiferi. I casi più noti di contaminazione accidentale sono stati combattuti da un’accorta gestione di contaminazione accidentale sono stati combattuti da un’accorta gestione dell’incidente badando a formare idonee barriere, eseguendo adeguate pulizie ed attuando misure di prevenzione attraverso scarichi indiscriminati. Il trattamento dei reflui industriali con ozono ha avuto un enorme sviluppo, in Europa, negli ultimi 15 anni. Ad oggi sono stati realizzati nei paesi Europei oltre 1500 impianti di ozonizzazione, per la depurazione degli scarichi industriali, nei più diversi settori.  L’uso dell’ozono, infatti, è vantaggioso per i seguenti motivi:

1. Forte potere ossidante che consente una reattività con numerosi
composti organici;
2. Assenza di prodotti secondari;
3. Nessuna variazione del pH del refluo;
4. Possibilità di riutilizzo dell’acqua in virtà della completa rimozione delle
sostanze contenenti cloro.
5. Miglioramento delle proprietà organolettiche dell’acqua in quanto si
apporta dell’ossigeno;

Le maggiori applicazioni dell’ozonizzazione sono mirate a trattamenti di disinfezione, microflocculazione per la rimozione dei solidi sospesi, ossidazione dei composti organici, deodorizzazione e trattamento dei fanghi. Il rapporto costo/beneficio dell’ozono risulta essere di gran lunga superiore ad altri sistemi di disinfezione. I costi d’investimento per la realizzazione dell’ozonizzazione, se se paragonati agli impianti per il dosaggio del cloro, sono maggiori. In realtà questo confronto é poco espressivo, perché i due disinfettanti hanno chimismi di depurazione diversi e costi di mantenimento, nel tempo, a favore dell’ozono. Se usati per la decomposizione di reflui contenenti idrocarburi, formazione di sottoprodotti quali aldeidi, e chetoni con potenziale tossicità. L’ozono è senza azione sulla ammoniaca contenuta nell’acqua, al contrario del cloro che, invece, forma le clorammine, sostanze altamente tossiche.

L’azione dell’ozono sul refluo industriale.

Le caratteristiche chimiche del refluo influenzano la dose assorbita dell’ozono, poiché diversi composti presenti nelle acque di scarico possono mettersi in competizione con l’attività disinfettante dell’ozono. In realtà, la competizione fra queste reazioni chimiche non è dannosa per l’acqua scaricata in quanto tali reazioni rendono i composti meno pericolosi e stabili, migliorando quindi notevolmente lo scarico finale. Si riportano di seguito i maggiori inquinanti che usualmente si trovano negli scarichi industriali: Ferro e Manganese, Ioni Solfuro, Ioni Cianuro, Ioni Nitrito.

I pulitori di ossigeno

Il lavaggio dell’ossigeno significa evitare che l’ossigeno produca reazioni di ossidazione. La maggior parte dei prodotti organici naturali ha una carica leggermente negativa. A causa di cio’ possono assorbire molecole di ossigeno, perché queste sono dotati di una carica leggermente positiva, per impedire che avvengano reazioni di ossidazione in acqua ed in altri liquidi. I pulitori di ossigeno includono sia i prodotti volatili, come l’idrazina (N2H4) o altri prodotti organici come la carboidrazina, l’idrochinone, il dietilidrossietanolo, il metiletilchetossime, sia i sali non volatili, quali il solfito di sodio (Na2S03) ed altri residui inorganici, o i loro derivati. I sali spesso contengono dei composti catalizzanti per aumentare la velocità di reazione con l’ossigeno dissolto, per esempio il cloruro di cobalto.

Condizionatori di pH

Il pH dell’acqua comunale e’ spesso variato, per impedire la corrosione dei tubi ed impedire la dissoluzione di piombo nei rifornimenti idrici. Anche durante il trattamento delle acque possono essere necessari aggiustamenti del pH. Il pH è aumentato o ridotto tramite l’aggiunta di acidi o basi. Un esempio di abbassamento del pH è l’aggiunta dell’acido cloridrico, nel caso di un liquido basico. Un esempio di innalzamento del pH è l’aggiunta dell’idrossido di natrio, nel caso di un liquido acido. Il pH sarà convertito a circa 7 – 7.5 dopo l’aggiunta di determinate concentrazioni di
acidi o basi.. La concentrazione e il tipo di sostanza aggiunta, dipende dalla diminuzione o dall’aumento del PII necessari.

Le Resine pulitrici

Le resine di scambio ionico devono essere rigenerate dopo l’applicazione, per poter essere riutilizzate. Ma ogni volta che gli scambiatori ionici sono usati si sporcano molto. Gli agenti inquinanti che vi entrano non sono rimossi con rigenerazione; quindi le resine devono essere pulite con determinati prodotti chimici. I prodotti chimici che sono usati sono per esempio cloruro di sodio, cloruro di potassio, acido citrico e diossido di cloro. La pulizia di diossido di cloro serve a rimuovere degli agenti inquinanti organici sulle resine di scambio ionico. Prima di ogni trattamento di pulizia le resine dovrebbero essere rigenerate. Dopo di ciò, nel caso in cui sia usato diossido del cloro, 500 ppm del diossido del cloro in soluzione passano attraverso la base della resina ed ossidano gli agenti inquinanti.

Gli inibitori di depositi

I depositi sono il precipitato che si forma sulle superfici a contatto con l’acqua come conseguenza della precipitazione dei solidi normalmente solubili che diventano insolubili quando la temperatura aumenta. Alcuni esempi di depositi sono il carbonato di calcio, il solfato di calcio e il silicato di calcio. Gli inibitori di depositi sono polimeri negativamente caricati tensioattivi. Quando i minerali eccedono la loro solubilità e cominciano a fondersi, i polimeri li attaccano. La struttura per la cristalli nazione si interrompe e la formazione del deposito è evitata. Le particelle del deposito unite con all’inibitore vengono disperse e rimangono nella sospensione. Esempi di inibitori sono esteri di fosfato, acido fosforico e soluzioni a basso peso molecolare di acido poliacidico.

Il trattamento delle acque reflue con l’ozono

Tabella che esemplifica in modo eloquente i risultati di ottima disinfezione dell’acqua utilizzando l’ozono. I microrganismi sono stati inoculati in quantità elevate, non riscontrabili in natura.Prova eseguita presso un istituto d’interesse pubblico a Parigi.

 

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