In molti campi l’acqua prima di essere utilizzata o rilasciata nell’ambiente deve essere opportunamente disinfettata; spesso a questo scopo si utilizza il cloro, ma si può anche effettuare la sanificazione dell’acqua con l’ozono.
La una molecola dell’ozono è costituita da 3 atomi di ossigeno (O3) la cui struttura chimica è un ibrido di risonanza tra tre formule limite possibili:
L’ozono come agente disinfettante
L’ozono è presente in natura come un gas blu dall’odore acre pungente e la sua concentrazione nell’atmosfera è di circa 0,04 ppm. Questo gas si forma naturalmente nella stratosfera e in particolare nell’ozonosfera, concentrandosi a circa 25 km al di sopra del livello del mare.
L’ozono è solubile in acqua e la sua solubilità è inversamente proporzionale alla temperatura ed al pH. La sua molecola è caratterizzata da un alto potenziale ossidativo, nettamente superiore a quello del cloro, che gli consente di ossidare ed inattivare numerosi composti organici (fenoli, benzene, trialometani, pesticidi) ed inorganici (cianuri, solfiti, nitriti), inoltre, è in grado di ossidare il ferro, il manganese ed altri minerali.
È stato proprio il suo potere ossidante che ha fatto sì che sin dalla sua scoperta fosse utilizzato come agente battericida, fungicida e inattivante dei virus.
La caratterista predominante dell’ozono è che in condizioni atmosferiche standard è in fase gassosa, rendendo così possibili usarlo in campo igienico-alimentare. Inoltre a differenza dei disinfettanti classici, (es. il cloro) che rilasciano residui inquinanti, l’ozono si decompone ad ossigeno con un evidente vantaggio ambientale e per la salute.
Il campo di applicazione più comune dell’ozono è la disinfezione ambientale:
In soluzione acquosa è usato per la sanificazione dell’acqua per uso alimentare, per piscine, docce, sistemi d’irrigazione ed impianti di depurazione idrica
In fase gassosa è utilizzato per la distruzione di tossine disperse nell’aria e la deodorizzazione delle fogne.
ESEMPIO DI IMPIANTO DI PRODUZIONE DI OZONO
L’impianto è composto da:
1. Alimentazione elettrica
2. Gas di alimentazione: può essere a seconda della tipologia di generatore aria,acqua o ossigeno.
3. Sistema di raffreddamento
4. Generatore di Ozono: a causa della sua instabilità nel tempo, l’Ozono viene prodotto sempre in situ dal generatore. I metodi principali sono:
Elettrico → Consiste nella ionizzazione dell’aria presente in uno strato cilindrico attraverso una scarica elettrica.
Elettrochimico → Sfrutta l’elettrolisi
Fotochimico → Attraverso la radiazione UV
1. Sezioni di contatto (gorgogliamento gas/liquido e diffusori): è il punto in cui l’acqua viene a contatto con l’ozono grazie a diffusori oppure ad un sistema pompa/ejettore.
2. Distruttore di Ozono residuo: Usato per abbassare la quantità di ozono rilasciato in atmosfera sotto i limiti di legge.
Altre applicazioni
L’ozono viene usato non solo per disinfettare le acque ma, per esempio, anche per decolorarle. Le acque di scarico industriali spesso presentano una diversa colorazione rispetto a quella naturale e prima di essere scaricate in ambiente o riutilizzate nel ciclo produttivo vanno decolorate. Il colore dell’acqua è dovuto dall’assorbimento della radiazione visibile da parte dei materiali disciolti e dal riflesso della luce da parte dei solidi sospesi.
I composti che causano il colore hanno legami doppi coniugati carbonio-carbonio. Quando una catena di questi legami diventa molto lunga, la capacità di assorbimento della luce da parte delle molecole passa dalla regione dell’ultravioletto a quella del visibile creando, così, il colore. L’ozono è conosciuto come altamente reattivo verso i legami doppi riuscendo a romperli molto efficacemente rimuovendo il colore.
Per poter movimentare le acque reflue attraverso la sezione in cui avviene il contatto con l’ozono è necessario scegliere pompe e valvole adatte alla natura solitamente aggressiva di questi fluidi. Inoltre numero, tipologia e modalità di installazione delle pompe dipenderà anche dalla portata di picco considerando anche la necessità di non fermare l’intero impianto nel caso in cui una pompa sia fuori servizio per esigenze di manutenzione.
Il numero delle pompe istallate in una stazione di pompaggio per il trattamento delle acque reflue dipende in gran parte dall’entità della richiesta di liquido prevista dei processi, dalla portata della pompa singola scelta e dai criteri progettuali impiegati per stabilire il regime di funzionamento delle pompe di riserva. Il numero scelto (e le rispettive portate) dovrebbero essere tali da sostenere il flusso di picco nel caso in cui una delle pompe venisse messa fuori servizio per esigenze di manutenzione. Anche per quanto riguarda le valvole sarà opportuno impiegare materiali adatti al contatto con sostanze aggressive o in grado di operare anche con liquidi con particelle sospese, esigenza comune a molti impianti di trattamento per reflui industriali. Si impiegheranno quindi valvole a sfera senza zone morte o valvole a membrana.
FONTI:
Ministero della Salute
Xylem water Solution
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