Cos'è un generatore di ozono ad acqua? Cosa fa una macchina per l'ozono all'acqua?
Nel campo del trattamento moderno delle acque, l'ozono, come forte ossidante, è ampiamente utilizzato nell'acqua potabile, nel trattamento delle acque reflue, nella purificazione dell'acqua delle piscine e in altri campi grazie alla sua efficiente disinfezione e rimozione degli inquinanti organici.generatore di ozono ad acquaè l'attrezzatura fondamentale per ottenere la generazione e l'applicazione dell'ozono nell'acqua.
Quindi, cos'è esattamente un generatore di ozono per acqua? Come funziona? In che modo l'ozono gioca un ruolo nel trattamento dell'acqua? Questo articolo esplorerà questi problemi in dettaglio.
Cos'è un generatore di ozono ad acqua?
Come suggerisce il nome, un generatore di ozono ad acqua è un dispositivo utilizzato per generare ozono e dissolverlo in acqua. L'ozono (O₃) è un gas instabile composto da tre atomi di ossigeno. Grazie alle sue forti proprietà ossidanti, può distruggere efficacemente batteri, virus, funghi e altri microrganismi nell'acqua. Allo stesso tempo, l'ozono può anche rimuovere odori, scolorimento e alcuni inquinanti organici nell'acqua.
Composizione di un generatore di ozono ad acqua
Una tipica macchina per l'acqua all'ozono è solitamente composta dalle seguenti parti principali:
● Generatore di ozono: la parte centrale, utilizzata per generare ozono. L'ozono è solitamente generato tramite scarica a corona, che utilizza un campo elettrico ad alta tensione per decomporre le molecole di ossigeno (O₂) e riassemblarle in molecole di ozono.
● Dispositivo di miscelazione gas-acqua: miscela il gas ozono generato con l'acqua per sciogliere completamente l'ozono nell'acqua.
● Fonte di ossigeno: la generazione di ozono richiede una fonte di ossigeno ad alta purezza, che solitamente viene fornita tramite un separatore d'aria o una bombola di ossigeno.
● Sistema di raffreddamento: il processo di generazione dell'ozono genera molto calore e il sistema di raffreddamento viene utilizzato per mantenere la normale temperatura di esercizio dell'apparecchiatura.
● Sistema di controllo: utilizzato per regolare la quantità di ozono generata, il rapporto di miscelazione e altri parametri operativi per garantire la stabilità e l'efficienza del processo di trattamento dell'acqua.
Principio di generazione dell'ozono
Il principio di generazione dell'ozono può essere compreso attraverso il metodo di scarica a corona. I passaggi fondamentali di questo metodo sono i seguenti:
1. Trattamento dell'aria:L'aria passa prima attraverso un separatore d'aria per rimuovere umidità e impurità ed estrarre ossigeno ad alta purezza.
2. Scarica corona:L'ossigeno passa attraverso un dispositivo a scarica corona e, sotto l'azione di un campo elettrico ad alta tensione, alcune molecole di ossigeno (O₂) vengono ionizzate per formare atomi di ossigeno liberi (O). Questi atomi di ossigeno si combinano con altre molecole di ossigeno per generare ozono (O₃).
3. Emissione di ozono:Il gas di ozono generato viene miscelato con acqua attraverso un dispositivo di miscelazione gas-acqua per otteneretrattamento dell'acqua.
Qual è il ruolo dell'ozono nell'acqua?
Essendo un forte ossidante, l'ozono svolge diversi ruoli chiave nel trattamento delle acque, tra cui principalmente la sterilizzazione e la disinfezione, la rimozione di inquinanti organici, l'ossidazione di sostanze nocive, ecc. Questi meccanismi d'azione saranno analizzati in dettaglio di seguito.
Sterilizzazione e disinfezione
L'effetto di sterilizzazione e disinfezione dell'ozono è una delle sue funzioni più importanti. Rispetto alla tradizionale disinfezione con cloro, l'ozono ha una maggiore capacità ossidante e può distruggere la parete cellulare, la membrana cellulare o l'acido nucleico dei microrganismi in un tempo molto breve, uccidendo così microrganismi dannosi come batteri, virus e funghi.
● Meccanismo d'azione: l'ozono ossida i lipidi e le proteine nella parete cellulare e nella membrana cellulare dei microrganismi, causandone la perdita di integrità e funzionalità, portando infine alla morte cellulare. Per i virus, l'ozono può ossidare le loro proteine di rivestimento o RNA/DNA per impedirne la moltiplicazione e l'infezione.
● Effetto di disinfezione: l'ozono ha un effetto battericida molto significativo nell'acqua e può inattivare oltre il 99% di batteri e virus in pochi secondi o minuti. Pertanto, l'ozono è ampiamente utilizzato nella disinfezione dell'acqua potabile, nella purificazione dell'acqua delle piscine e in altri campi.
Rimozione degli inquinanti organici
Gli inquinanti organici nell'acqua, tra cui la materia organica naturale (come l'humus) e le sostanze chimiche sintetiche (come pesticidi, sostanze chimiche industriali, ecc.), non solo influenzano la qualità dell'acqua, ma possono anche rappresentare una minaccia per la salute umana. Anche l'ozono svolge un ruolo importante nella rimozione di questi inquinanti organici.
● Meccanismo d'azione: l'ozono decompone molecole organiche complesse in composti più semplici, non tossici o poco tossici attraverso reazioni di ossidazione. Ad esempio, l'ozono può ossidare la materia organica del benzene in sostanze acide carbossiliche non tossiche e ridurre il contenuto di carbonio organico totale (TOC) dell'acqua.
● Effetto reale: l'ozono può rimuovere efficacemente odori, scolorimenti e alcuni inquinanti organici difficili da degradare dall'acqua, come residui di pesticidi e composti organici nelle acque reflue industriali.
Ossidazione di sostanze nocive
Oltre ai microrganismi e agli inquinanti organici, l'acqua può contenere anche alcune sostanze inorganiche nocive, come ferro, manganese, solfuro, ecc. Queste sostanze non solo influenzano l'aspetto dell'acqua (ad esempio producendo scolorimento, torbidità, ecc.), ma possono anche avere un impatto negativo sulla salute umana. L'ozono può convertire queste sostanze nocive in forme innocue o facilmente rimovibili tramite reazioni di ossidazione.
● Ossidazione di ferro e manganese: l'ozono può ossidare il ferro bivalente (Fe²⁺) in acqua in ferro trivalente (Fe³⁺), formando un precipitato di idrossido di ferro insolubile, che viene rimosso dall'acqua. Allo stesso modo, l'ozono può anche ossidare il manganese bivalente (Mn²⁺) in manganese tetravalente (Mn⁴⁺), formando un precipitato di biossido di manganese insolubile.
● Ossidazione dei solfuri: l'ozono può ossidare l'idrogeno solforato (H₂S) presente nell'acqua per produrre solfato inodore o acido solforico, eliminando così gli odori dall'acqua.
Quali sono i campi di applicazione delle macchine per l'acqua all'ozono?
Nel processo di trattamento dell'acqua potabile, l'ozono non è utilizzato solo per la disinfezione, ma anche per rimuovere inquinanti organici, ioni di ferro e manganese, odori e colori dall'acqua. Poiché l'ozono non lascia sottoprodotti nocivi nell'acqua come il cloro, l'ozono ha gradualmente sostituito il cloro come disinfettante preferito in alcune aree con elevati requisiti di qualità dell'acqua.
Nel trattamento delle acque reflue industriali, le acque reflue industriali contengono solitamente una grande quantità di inquinanti organici e sostanze tossiche, che sono difficili da rimuovere completamente con i tradizionali metodi fisici e chimici. L'ozono, in quanto forte ossidante, può degradare efficacemente queste sostanze nocive, ridurre la domanda chimica di ossigeno (COD) e la domanda biologica di ossigeno (BOD) delle acque reflue e migliorare l'effetto del trattamento delle acque reflue.
In termini di trattamento dell'acqua della piscina, l'ozono può uccidere rapidamente i microrganismi patogeni nell'acqua, rimuovere la materia organica dall'acqua e mantenerla limpida. Rispetto alla tradizionale disinfezione con cloro, l'ozono non produce odori irritanti e sottoprodotti dannosi per il corpo umano, quindi sta diventando sempre più popolare.
Nel processo di lavorazione di alimenti e bevande, la qualità dell'acqua è fondamentale. L'ozono può rimuovere efficacemente microrganismi e inquinanti organici dall'acqua per garantire la sicurezza e la purezza dell'acqua di produzione. Pertanto, i generatori di ozono per acqua sono stati ampiamente utilizzati nella lavorazione degli alimenti, nella produzione di bevande e in altri campi.
Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle macchine per l'acqua all'ozono?
Sebbenegeneratori di ozono ad acquapresentano molti vantaggi nel trattamento delle acque, ma presentano anche alcune sfide nelle applicazioni pratiche. Di seguito è riportata un'analisi dettagliata dei suoi vantaggi e svantaggi.
Vantaggi della macchina per l'acqua all'ozono
● Disinfezione ad alta efficienza: l'ozono è uno degli ossidanti più potenti conosciuti fino ad oggi, in grado di uccidere la maggior parte dei microrganismi patogeni in un breve lasso di tempo; l'effetto di disinfezione è di gran lunga migliore del cloro.
● Nessun sottoprodotto residuo: l'ozono si decompone in ossigeno nell'acqua e non produce sottoprodotti di disinfezione nocivi (come il cloroformio), quindi è più rispettoso dell'ambiente.
● Applicazione multifunzionale: l'ozono non viene utilizzato solo per la disinfezione, ma può anche rimuovere inquinanti organici e ossidare sostanze inorganiche nocive e ha molteplici funzioni di trattamento dell'acqua.
Svantaggi della macchina per l'acqua all'ozono
● Elevati costi delle attrezzature: rispetto ai tradizionali sistemi di disinfezione con cloro, i generatori di ozono ad acqua comportano costi di investimento iniziale e di manutenzione più elevati.
● Complessità operativa: il funzionamento e la manutenzione dei generatori di ozono sono relativamente complessi e richiedono un elevato livello di competenze e competenze tecniche.
● Elevati requisiti per la qualità dell'acqua: l'effetto di disinfezione dell'ozono è fortemente influenzato dalla qualità dell'acqua. Fattori come la materia organica, la materia sospesa e il valore del pH nell'acqua influenzeranno l'efficacia dell'ozono.