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Datos Informativos sobre el Ozono

En esta hoja informativa sobre el ozono, encontramos información sobre cómo se produce y utiliza el ozono, los beneficios del ozono y cómo se puede utilizar de forma segura.

  • El ozono (O3) es la forma triatómica del oxígeno.
  • En pocas palabras, es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno.
  • En la naturaleza, el ozono se forma por reacciones que involucran rayos ultravioleta o por la descarga eléctrica.
  • Detrás del flúor y los radicales hidroxilo, el ozono tiene el tercer potencial de oxidación más alto con 2,07 (consulte el gráfico a continuación).
  • El ozono es 50 veces más potente y actúa más de 3000 veces más rápido que el cloro.
  • Durante su corta “vida útil”, el ozono esaltamente reactivo.
  • La tercera molécula de O3 está unida muy débilmente; se separará, dejando oxígeno puro, O2, y el átomo único, O.
  • El O2 separado permanece en el agua triplicando su oxígeno disuelto. Convierte el agua de un ambiente anaeróbico a un ambiente aeróbico.
  • El ozono es una molécula de alta energía. Su vida media en agua a temperatura ambiente es de solo 20 minutos y se descompone en oxígeno simple.
  • Debido a que el ozono se puede producir en el sitio y bajo demanda, el efecto es la reducción del costo químico, el almacenamiento, el manejo y la seguridad adicional de la planta.
  • No hay subproductos tóxicos ni peligros potenciales para la salud cuando se usa correctamente como microbicida”, dijo Myron Jones, Gerente del Centro de Tecnología de Alimentos de EPRI. (Los contaminantes microbianos incluyen salmonella y giardia).
Potencial de oxidación del ozono en comparación con otros oxidantes
Compound Oxidation Potential Relative power with respect to Chlorine
Fluorine 3.06 2.25
Hydroxyl Radicals  2.80 2.05
Ozone 2.70 1.52
Hydrogen Peroxide 1.77 1.30
Permanganate 1.67 1.23
Hypochlorous Acid 1.49 1.10
Chlorine 1.36 1.00

CITAS DE LA EPA SOBRE EL OZONO:

  • El ozono es más efectivo que el cloro para destruir virus y bacterias.
  • El proceso de ozonización utiliza un tiempo de contacto corto (aproximadamente de 10 a 30 minutos).
  • No hay residuos dañinos que deban eliminarse después del ozono porque el ozono se descompone rápidamente.
  • Después de la ozonización, no hay rebrote de microorganismos, excepto aquellos protegidos por las partículas en la corriente de aguas residuales.
  • El ozono se genera en el sitio y, por lo tanto, hay menos problemas de seguridad asociados con el envío y la manipulación.
  • La ozonización eleva la concentración de oxígeno disuelto (OD) del efluente. El aumento de DO puede eliminar la necesidad de volver a airear y también elevar el nivel de DO en la corriente receptora.

OZONO O3

  • Molécula
    • 1840: CF Schönbein
    • 3 átomos de oxígeno
  • Propiedades
    • Peso molecular:  48,00 g/mol
    • Temperatura de ebullición:  -111,9°C (1 atm)
    • Densidad del gas:  2144 g/l (0°C, 1 atm)
    • Entalpía de formación:  142,12 kJ/mol
    • Solubilidad en agua:  1370 mg/l (1 atm)

CARACTERÍSTICAS DEL GAS OZONO

  • Invisible a concentraciones normales
  • Tiene un olor acre distintivo
  • Más pesado que el aire (densidad de vapor = 1,65; aire = 1,0)
  • Se descompone en moléculas de oxígeno.

EL OZONO ES:

  • El oxidante comercial más fuerte
  • Desinfectante más fuerte
  • Puede formar HO radicales para AOP
  • No agrega productos químicos
  • Conversiones residuales de corta duración a O2
  • Puede crear DBP (bromato)
  • Generado en sitio

QUÍMICAS DEL OZONO EN EL AGUA

REACCIÓN DIRECTA

  • Cicloadición, reacción electrofílica, transferencia de electrones, transferencia de átomos de oxígeno
  • Reacciones altamente selectivas con una amplia gama de compuestos orgánicos e inorgánicos.

REACCIÓN INDIRECTA

  • Descomposición en HO° (E° = 2,80 V) al inicio
  • Reacciones rápidas y no selectivas
  • Efecto de barrido

GAS DE ALIMENTACIÓN DE OZONO

  • El primer paso para generar ozono es crear oxígeno concentrado para alimentar el generador de ozono.
  • En promedio, más del 90% de todos los problemas de los equipos de ozono se deben a la mala calidad del aire o del oxígeno.

INFORMACIÓN DE OXÍGENO

  • constituye el 20,94% (en volumen) del aire que respiramos
  • Es incoloro, inodoro e insípido
  • El elemento más abundante en la tierra.
  • El segundo mayor volumen de gas industrial producido
  • Forma compuestos con todos los elementos químicos excepto los 9 gases nobles.
  • Muy valorado por su reactividad por sí mismo y en su forma más reactiva, el Ozono

CÓMO PRODUCIR OXÍGENO

  • Todos los sistemas utilizan tamiz molecular para realizar el proceso de separación.
  • El tamaño del tamiz varía según el volumen y la presión del aire que se separa.
  • La fórmula del tamiz varía según la función del tamiz.
  • La pureza máxima que se puede lograr con PSA y VPSA es del 95,6 %

MÉTODOS DE GENERACIÓN DE OZONO

  • Ultravioleta (UV)
    • La luz ultravioleta a 185 nm genera una baja concentración de O3.
  • Descarga de corona
    • El método más popular para aplicaciones grandes y pequeñas. Usado extensivamente para el tratamiento de agua municipal
  • Electrólisis
    • Generación in situ de ozono en agua. Utilizado con frecuencia en aplicaciones de agua de alta pureza, es importante la limpieza y el oxígeno disuelto bajo.
  • Bloque de plasma
    • El método más eficaz, fiable y económico. Se utiliza en aguas residuales, plantas de agua embotellada y otros.

SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE MASA CON OZONO

Factores que afectan la transferencia de masa

  • Concentración en fase gaseosa
  • Relación de gas a líquido (Vg/Vl)
  • Presión dentro del sistema de contacto
  • Temperatura de agua
  • Mezcla (Renovación de interfaz gas/líquido)
  • Tiempo de contacto
  • Demanda Instantánea de O3

DESTRUCCIÓN DE GASES DE OZONO

  • Térmico
  • Catalizador
  • Térmico/Catalítico
  • Químico
  • Entrega de gases de escape a otra ubicación de uso

SEGURIDAD DEL OZONO

  • materiales de construcción
  • Ventilación
  • Monitoreo de seguridad
  • Limites de exposición
  • Destrucciones de ozono

VENTAJAS DEL OZONO DE SEGURIDAD

  • El ozono no se almacena a granel en el sitio
  • La liberación catastrófica a gran escala no es probable porque el apagado del generador detiene el suministro de ozono
  • El ozono no es explosivo ni inflamable.
  • las fugas son identificables: repárelas cuando ocurran
  • No se han reportado muertes por exposición al ozono

CONCEPTOS IMPORTANTES DE SEGURIDAD DEL OZONO

  • Advertencia automática: puedes oler el ozono antes de que te haga daño
  • Los efectos de la exposición al ozono son una función del tiempo y la concentración
  • Primeros auxilios
  • Exposición de bajo nivel: tome aire fresco
  • Exposición de alto nivel: busque atención médica
  • Repare las fugas cuando ocurran

VIDA MEDIA DEL OZONO

Vida media típica del ozono gaseoso en función de la temperatura

Vida media tiempo Temp
∼ 3 months -50 ºC
∼ 18 days -35 ºC
∼ 8 days -25 ºC
∼ 3 days 20 ºC
∼ 1.5 hours days 120 ºC
∼ 1.5 seconds 250 ºC

Tiempo de vida media en función de la temperatura, Ozono disuelto en agua (PH=7)

Half-life time Temp
∼ 30 minutes 15 ºC
∼ 20 minutes  20 ºC
∼ 15 minutes 25 ºC
∼ 12 minutes 30 ºC
∼ 8 minutes 35 ºC
  • Fase gaseosa ~ 20 minutos (20° C)
  • a pH 6,0 ~ 20 minutos, a pH 7,0 ~ 15 minutos, a pH 8,0 ~ 5 minutos

DESTRUCCIÓN DE OZONO DISUELTO RESIDUAL

  • UV a una longitud de onda de 254 nm.
  • La fluencia UV de 90 mJ/cm2 es efectiva para la destrucción de 1 mg/l de O3 por debajo de los límites detectables en agua de alta pureza.
  • Confirme el tamaño UV para la aplicación real
  • Produce radicales OH• (de corta duración) y O2
  • Las lámparas UV germicidas o TOC funcionan
  • Protege el proceso aguas abajo de la oxidación indeseable de O3

¿POR QUÉ UTILIZAR OZONO?

  • Oxidación de compuestos orgánicos de color y olor.
  • La microfloculación mejora la claridad del agua
  • Consumo químico reducido (desinfectante residual y pH)
  • Estética mejorada
  • Comodidad del bañista (piel, ojos, cabello)
  • Olores reducidos
  • Protección de desinfección superior
  • Visibilidad

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Datos Informativos sobre el Ozono

En esta hoja informativa sobre el ozono, encontramos información sobre cómo se produce y utiliza el ozono, los beneficios del ozono y cómo se puede utilizar de forma segura.

  • El ozono (O3) es la forma triatómica del oxígeno.
  • En pocas palabras, es una molécula compuesta por tres átomos de oxígeno.
  • En la naturaleza, el ozono se forma por reacciones que involucran rayos ultravioleta o por la descarga eléctrica.
  • Detrás del flúor y los radicales hidroxilo, el ozono tiene el tercer potencial de oxidación más alto con 2,07 (consulte el gráfico a continuación).
  • El ozono es 50 veces más potente y actúa más de 3000 veces más rápido que el cloro.
  • Durante su corta “vida útil”, el ozono esaltamente reactivo.
  • La tercera molécula de O3 está unida muy débilmente; se separará, dejando oxígeno puro, O2, y el átomo único, O.
  • El O2 separado permanece en el agua triplicando su oxígeno disuelto. Convierte el agua de un ambiente anaeróbico a un ambiente aeróbico.
  • El ozono es una molécula de alta energía. Su vida media en agua a temperatura ambiente es de solo 20 minutos y se descompone en oxígeno simple.
  • Debido a que el ozono se puede producir en el sitio y bajo demanda, el efecto es la reducción del costo químico, el almacenamiento, el manejo y la seguridad adicional de la planta.
  • No hay subproductos tóxicos ni peligros potenciales para la salud cuando se usa correctamente como microbicida”, dijo Myron Jones, Gerente del Centro de Tecnología de Alimentos de EPRI. (Los contaminantes microbianos incluyen salmonella y giardia).
Potencial de oxidación del ozono en comparación con otros oxidantes
Compound Oxidation Potential Relative power with respect to Chlorine
Fluorine 3.06 2.25
Hydroxyl Radicals  2.80 2.05
Ozone 2.70 1.52
Hydrogen Peroxide 1.77 1.30
Permanganate 1.67 1.23
Hypochlorous Acid 1.49 1.10
Chlorine 1.36 1.00

CITAS DE LA EPA SOBRE EL OZONO:

  • El ozono es más efectivo que el cloro para destruir virus y bacterias.
  • El proceso de ozonización utiliza un tiempo de contacto corto (aproximadamente de 10 a 30 minutos).
  • No hay residuos dañinos que deban eliminarse después del ozono porque el ozono se descompone rápidamente.
  • Después de la ozonización, no hay rebrote de microorganismos, excepto aquellos protegidos por las partículas en la corriente de aguas residuales.
  • El ozono se genera en el sitio y, por lo tanto, hay menos problemas de seguridad asociados con el envío y la manipulación.
  • La ozonización eleva la concentración de oxígeno disuelto (OD) del efluente. El aumento de DO puede eliminar la necesidad de volver a airear y también elevar el nivel de DO en la corriente receptora.

OZONO O3

  • Molécula
    • 1840: CF Schönbein
    • 3 átomos de oxígeno
  • Propiedades
    • Peso molecular:  48,00 g/mol
    • Temperatura de ebullición:  -111,9°C (1 atm)
    • Densidad del gas:  2144 g/l (0°C, 1 atm)
    • Entalpía de formación:  142,12 kJ/mol
    • Solubilidad en agua:  1370 mg/l (1 atm)

CARACTERÍSTICAS DEL GAS OZONO

  • Invisible a concentraciones normales
  • Tiene un olor acre distintivo
  • Más pesado que el aire (densidad de vapor = 1,65; aire = 1,0)
  • Se descompone en moléculas de oxígeno.

EL OZONO ES:

  • El oxidante comercial más fuerte
  • Desinfectante más fuerte
  • Puede formar HO radicales para AOP
  • No agrega productos químicos
  • Conversiones residuales de corta duración a O2
  • Puede crear DBP (bromato)
  • Generado en sitio

QUÍMICAS DEL OZONO EN EL AGUA

REACCIÓN DIRECTA

  • Cicloadición, reacción electrofílica, transferencia de electrones, transferencia de átomos de oxígeno
  • Reacciones altamente selectivas con una amplia gama de compuestos orgánicos e inorgánicos.

REACCIÓN INDIRECTA

  • Descomposición en HO° (E° = 2,80 V) al inicio
  • Reacciones rápidas y no selectivas
  • Efecto de barrido

GAS DE ALIMENTACIÓN DE OZONO

  • El primer paso para generar ozono es crear oxígeno concentrado para alimentar el generador de ozono.
  • En promedio, más del 90% de todos los problemas de los equipos de ozono se deben a la mala calidad del aire o del oxígeno.

INFORMACIÓN DE OXÍGENO

  • constituye el 20,94% (en volumen) del aire que respiramos
  • Es incoloro, inodoro e insípido
  • El elemento más abundante en la tierra.
  • El segundo mayor volumen de gas industrial producido
  • Forma compuestos con todos los elementos químicos excepto los 9 gases nobles.
  • Muy valorado por su reactividad por sí mismo y en su forma más reactiva, el Ozono

CÓMO PRODUCIR OXÍGENO

  • Todos los sistemas utilizan tamiz molecular para realizar el proceso de separación.
  • El tamaño del tamiz varía según el volumen y la presión del aire que se separa.
  • La fórmula del tamiz varía según la función del tamiz.
  • La pureza máxima que se puede lograr con PSA y VPSA es del 95,6 %

MÉTODOS DE GENERACIÓN DE OZONO

  • Ultravioleta (UV)
    • La luz ultravioleta a 185 nm genera una baja concentración de O3.
  • Descarga de corona
    • El método más popular para aplicaciones grandes y pequeñas. Usado extensivamente para el tratamiento de agua municipal
  • Electrólisis
    • Generación in situ de ozono en agua. Utilizado con frecuencia en aplicaciones de agua de alta pureza, es importante la limpieza y el oxígeno disuelto bajo.
  • Bloque de plasma
    • El método más eficaz, fiable y económico. Se utiliza en aguas residuales, plantas de agua embotellada y otros.

SISTEMA DE TRANSFERENCIA DE MASA CON OZONO

Factores que afectan la transferencia de masa

  • Concentración en fase gaseosa
  • Relación de gas a líquido (Vg/Vl)
  • Presión dentro del sistema de contacto
  • Temperatura de agua
  • Mezcla (Renovación de interfaz gas/líquido)
  • Tiempo de contacto
  • Demanda Instantánea de O3

DESTRUCCIÓN DE GASES DE OZONO

  • Térmico
  • Catalizador
  • Térmico/Catalítico
  • Químico
  • Entrega de gases de escape a otra ubicación de uso

SEGURIDAD DEL OZONO

  • materiales de construcción
  • Ventilación
  • Monitoreo de seguridad
  • Limites de exposición
  • Destrucciones de ozono

VENTAJAS DEL OZONO DE SEGURIDAD

  • El ozono no se almacena a granel en el sitio
  • La liberación catastrófica a gran escala no es probable porque el apagado del generador detiene el suministro de ozono
  • El ozono no es explosivo ni inflamable.
  • las fugas son identificables: repárelas cuando ocurran
  • No se han reportado muertes por exposición al ozono

CONCEPTOS IMPORTANTES DE SEGURIDAD DEL OZONO

  • Advertencia automática: puedes oler el ozono antes de que te haga daño
  • Los efectos de la exposición al ozono son una función del tiempo y la concentración
  • Primeros auxilios
  • Exposición de bajo nivel: tome aire fresco
  • Exposición de alto nivel: busque atención médica
  • Repare las fugas cuando ocurran

VIDA MEDIA DEL OZONO

Vida media típica del ozono gaseoso en función de la temperatura

Vida media tiempo Temp
∼ 3 months -50 ºC
∼ 18 days -35 ºC
∼ 8 days -25 ºC
∼ 3 days 20 ºC
∼ 1.5 hours days 120 ºC
∼ 1.5 seconds 250 ºC

Tiempo de vida media en función de la temperatura, Ozono disuelto en agua (PH=7)

Half-life time Temp
∼ 30 minutes 15 ºC
∼ 20 minutes  20 ºC
∼ 15 minutes 25 ºC
∼ 12 minutes 30 ºC
∼ 8 minutes 35 ºC
  • Fase gaseosa ~ 20 minutos (20° C)
  • a pH 6,0 ~ 20 minutos, a pH 7,0 ~ 15 minutos, a pH 8,0 ~ 5 minutos

DESTRUCCIÓN DE OZONO DISUELTO RESIDUAL

  • UV a una longitud de onda de 254 nm.
  • La fluencia UV de 90 mJ/cm2 es efectiva para la destrucción de 1 mg/l de O3 por debajo de los límites detectables en agua de alta pureza.
  • Confirme el tamaño UV para la aplicación real
  • Produce radicales OH• (de corta duración) y O2
  • Las lámparas UV germicidas o TOC funcionan
  • Protege el proceso aguas abajo de la oxidación indeseable de O3

¿POR QUÉ UTILIZAR OZONO?

  • Oxidación de compuestos orgánicos de color y olor.
  • La microfloculación mejora la claridad del agua
  • Consumo químico reducido (desinfectante residual y pH)
  • Estética mejorada
  • Comodidad del bañista (piel, ojos, cabello)
  • Olores reducidos
  • Protección de desinfección superior
  • Visibilidad
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