Implantación de Tratamientos y Diseños Industriales

Transcripción

1 Implantación de Tratamientos y Diseños Industriales

2 Desarrollos MTD en aplicaciones avanzadas La investigación más actual para la industria más moderna

3 Sistemas Biológicos para el Agua, s.l. El ozono en la reutilización del agua

4 Qué es el Ozono? Existe una forma alotrópica del oxígeno gaseoso conocida como ozono, en la que en lugar de presentarse en forma diatómica, lo hace en forma triatómica. O2 (Oxígeno) O3 (Ozono)

5 Estructura En realidad son dos especies distintas con propiedades, comportamientos y estructuras totalmente diferentes. O O O O O O O O Oxígeno Ozono

6 Generador de Ozono

7 Características 1 El ozono es un gas azulado con un olor acre característico. Se forma de manera natural en la estratosfera en pequeñas cantidades como resultado de la acción de los rayos solares ultravioleta sobre el oxígeno así como también después de las tormentas. También se forma en la troposfera por las reacciones fotoquímicas que tienen lugar entre el oxígeno y nitrógeno con los hidrocarburos que desprenden entre otras fuentes, los coches y las industrias. Sin embargo, el ozono que se produce es muy inestable y se descompone rápidamente en el aire.

8 Características 2 El ozono tiene un potencial de oxidación alto comparado con los derivados del cloro como el hipoclorito, el ácido hipocloroso o el cloro. Una de sus ventajas es que no presenta algunos de los problemas asociados con el hipoclorito como son el olor y el sabor residual. Además, puede auto-descomponerse y no genera residuos en el agua, por lo que ésta se puede reciclar sin problemas de residuos químicos y medioambientales (Benitez y col., 1999) o de seguridad, a diferencia de los compuestos clorados.

9 Información El alto poder oxidante del ozono (O3) se conoce desde hace más de 100 años, pero hasta el comienzo del siglo pasado sólo se había empleado para la conservación de ingredientes y productos alimentarios entre otros la leche y los productos cárnicos. La mayoría de las aplicaciones han estado relacionadas con el tratamiento de aguas de bebida, aguas de piscinas y aguas de deshecho municipal e industrial, tanto en Europa como en América. Sin embargo, el descubrimiento de los derivados clorados desplazó su uso y desarrollo porque estos últimos resultaban mucho más económicos.

10 REACCIONES DE OZONIZACIÓN DE SUSTANCIAS INORGÁNICAS 2 Fe H 2 O + O 3 2 Fe(OH) H + + O 2 Mn 2+ + H 2 O + O 3 MnO H + + O 2 CN - + O 3 CNO - + O 2 S O 3 (SO 4 ) O 2 (NO 2 ) - + O 3 (NO 3 ) - + O 2

11 Ministerio de Sanidad Revista de Sanidad e Higiene Pública Año 1.990; núm. 64: pág

12 El ozono como oxidante AGENTE POTENCIAL DE OXIDACIÓN (V.) Ozono Peróxidos Hipoclorito Cloro libre Hipobromito Dióxido de cloro * Referenciado al cloro (Cloro=1.00) OXIDACIÓN RELATIVA * Fuentes: Water Quality Association Ozone Task Force Ozone for Point-of-use, Point.of-entry and small System Water Treatment Applications: A Reference Manual Water Quality Association. Lisie, IL, 2-4.

13 El ozono como desinfectante Valores de C * t (mg*min/l) para inactivar el 99% de los microorganismos con desinfectantes a 5ºC. MICROORGANISMOS CLORO LIBRE CLORAMINA DIÓXIDO DE CLORO OZONO PH 6 A 7 PH 8 A 9 PH 6 A 7 PH 6 A 7 E. coli Polio I Quistes de Lamblia Quistes de G. Muries Fuentes: Hoff, J.C. 1987, Strengths and Weakness of using C-t Values to evaluate Disinfection Practice. Proc. AWWA Seminar, Assurance of Adequate Disinfection, or Ct or not Ct. American Water Works Asso. Denver. Co

14 Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos CEBAS-CSIC REVISTA HORTICULTURA JUNIO 2003 (Pág. 46) El ozono se descompone en solución produciendo los radicales hidroperoxil, hidroxil y superóxido. La alta reactividad del ozono se atribuye al gran poder oxidante de estos tres radicales libres. La molécula de ozono se descompone de forma espontánea en oxígeno y, por ello, el empleo de ozono minimiza la acumulación de deshechos inorgánicos en el ambiente.

15 Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos CEBAS-CSIC REVISTA HORTICULTURA JUNIO 2003 (Pág. 46) El ozono es muy reactivo con la mayoría de los constituyentes que se encuentran en las paredes celulares y membranas que sirven de barreras protectoras a las bacterias, originando la oxidación de la pared celular bacteriana que conlleva la ruptura celular. Sin embargo, algunas bacterias pueden formar esporas en condiciones adversas, siendo estas veces más resistentes al ozono, pero se pueden destruir si se exponen al ozono durante el tiempo necesario.

16 Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos CEBAS-CSIC REVISTA HORTICULTURA JUNIO 2003 (Pág. 47) La envoltura proteica de los virus es también sensible a la oxidación por ozono, por lo que puede ser efectivo contra los virus que se pueden transmitir a través de la cadena alimentaria como la hepatitis. El ozono es un potente agente antimicrobiano de amplio espectro, activo frente a bacterias, virus, hongos filamentos, protozoos y esporas bacterianas y fúngicas. Es generalmente más efectivo contra células vegetativas bacterianas que frente a esporas bacterianas y fúngicas. Se ha demostrado que el ozono disuelto en agua es efectivo en el control de bacterias como Escherichia coli, Salmonella enteriditis, Pseudomonas putrefaciens, Pseudomonas fluorescens, Leuconostoc mesenteroides y Cryptosporidium parvuum.

17 Ventajas del ozono en el tratamiento de reutilización de agua Inactivación de bacterias y virus. Eliminación de algas. Oxidación de materia orgánica como detergentes, residuos menores, pesticidas, fenoles, etc. Eliminación de olores, colores y olores del agua. Eliminación de sólidos en suspensión. Mejora de la coagulación-floculación del agua. No altera el PH del vertido. No hay peligro de sobredosificación. Eliminación de amoniaco y nitritos. Oxidación de cianuros; oxidación de Fe y Mn (==>hidratos eliminables por filtración o sedimentación). Corrección de parámetros de vertido para verter en cauce público o depuradora.

18 Ozono El uso de generadores de ozono disminuye la inversión realizada en productos químicos de desinfección puesto que la ozonización no necesita el aporte y almacenamiento de reactivos, etc. pues funcionan con aire ambiental y corriente eléctrica. Por otro lado la desinfección mediante ozono supone un evidente ahorro en mano de obra, puesto que una vez conectado el generador a la red eléctrica este trabajará en continuo sin más que un pequeño control de funcionamiento.

19 Ozono 2 En lo que se refiere a mantenimiento y consumo de los generadores de ozono el gasto es muy económico, pues estos aparatos pueden trabajar continua e indefinidamente con total fiabilidad, siendo recomendable realizar sólo revisiones periódicas de limpieza y funcionamiento. Además, el consumo eléctrico de estos generadores es muy pequeño variando, para la gama media y según la capacidad de los mismos, en un rango desde 60 hasta 600 vatios.

20 Ozono 3 Actualmente disponemos de sistemas de ozonización para tratamientos de reutilización de agua que funcionan alimentados por placas solares en su totalidad, lo que permite su total autonomía y un consumo cero de recursos.

21 Efecto Biocida Sistema altamente bactericida, virulicida y fungicida Más efectivo que el cloro u otros agentes desinfectantes Acción inmediata Sin trascendencia en la analítica de vertido incluso con sobredosificación

22 Efecto Biocida: Funcionamiento El ozono mata las bacterias rompiendo sus paredes celulares, un proceso contra el que los microorganismos no pueden desarrollar inmunidad. Se ha demostrado que las concentraciones residuales de ozono superiores o iguales a 0,4 mg/l acaban con el 100% de la Pseudomonas fluorencens (un productor de biopelícula) de una biopelícula en de 2 a 3 minutos, mientras que concentraciones residuales de sólo 0,1 mg/l eliminan del 70 al 80% de la biopelícula en una exposición de 3 horas. Los estudios también han demostrado que las concentraciones de ozono inferiores a 0,1 mg/l reducirán en un 80% las poblaciones de Legionella pneumophila en el agua de las torres de refrigeración

23 Diversos usos del agua tras un tratamiento terciario I. Reutilización para uso en el inodoro II. Almacenamiento para protección contraincendios III. Lavado de maquinaria de construcción Reutilización recreativa: campos de golf, fuentes ornamentales, etc. IV. Riego urbano: zonas verdes, instalaciones deportivas, calles, V. Riego agrícola: hortofruticultura forraje, fibra, cereales, VI. Reutilización en la industria.

24 RUEGOS Y PREGUNTAS Implantación de Tratamientos y Diseños Industriales, s.l. Sistemas Biológicos para el Agua, s.l. jbenito@grupoitdi.com info@sibagua.com