Salute e malattia
L'uso dell'ozono per i sistemi di purificazione dell'acqua è più comune in Europa che in America, sebbene molti sistemi municipali americani stiano passando all'ozono per la disinfezione.
L'ozono è più efficace del cloro nella disinfezione dell'acqua. L'ozono ossida anche diversi minerali disciolti, permettendo loro di essere filtrati. A causa della sua natura instabile (l'ozono ha un'emivita di circa 22 minuti), l'ozono deve essere prodotto vicino al sito di utilizzo e non può essere efficacemente immagazzinato o trasportato.
Nei processi di trattamento dell'acqua municipale (acque superficiali e sotterranee), l'ozono può essere introdotto in bolle diffuse (5 micron o meno) mescolate attraverso l'acqua grezza in entrata. L'ozono prontamente solubile ossida qualsiasi materiale organico (batteri, patogeni idrici, ecc.) con cui viene a contatto.
L'ozono diffuso ossida anche ferro disciolto, zolfo e altri materiali, tirandoli fuori dalla soluzione e permettendo ai nuovi composti di essere filtrati. Mentre l'ozono (O3) si decompone, rilascia la sua molecola di ossigeno "extra" per formare composti ossidati e fa passare il resto come O2 per un ingresso sicuro nell'atmosfera.
Come per la disinfezione con cloro, il metodo per determinare la disinfezione dell'acqua tramite ozono si basa sul Tempo di Contatto (CT), la quantità di tempo in cui il disinfettante è a contatto con l'acqua grezza. Il tempo di contatto richiesto da un particolare disinfettante è determinato da dati sperimentali che mostrano quanto velocemente un dato disinfettante ridurrà i patogeni idrici. L'ozono è un disinfettante preferito per la sua efficacia nel distruggere Giardia e Cryptosporidium, due patogeni chiave presenti nell'acqua.
L'ozono è un composto instabile composto da tre atomi di ossigeno. Si decompone facilmente in una molecola di ossigeno stabile (O2) e uno ione libero. Questo è utile per le sue proprietà ossidanti, ma significa che l'ozono non può essere immagazzinato o trasportato per scopi industriali. La produzione di ozono per il trattamento dell'acqua (processi municipali o domestici) deve essere fatta in loco da un generatore di ozono. La maggior parte della generazione di ozono viene fatta facendo passare l'ossigeno attraverso una corona elettrica (un arco controllato) dove una percentuale di molecole libere di O2 vengono ricombinate come O3.
Per i generatori domestici, il ~21% di ossigeno nell'aria darà quantità sicure di ozono per uso su piccola scala. Nelle operazioni municipali, una fonte di ossigeno al 92-97% viene fatta passare attraverso grandi generatori per produrre alte concentrazioni di ozono. Sono richieste speciali precauzioni di sicurezza a causa delle proprietà tossiche e altamente infiammabili delle alte concentrazioni di ossigeno e ozono.
Nelle operazioni municipali, l'ozono ad alta concentrazione disciolto nell'acqua grezza in entrata viene monitorato regolarmente misurando i livelli di ozono disciolto nell'acqua. Questo aiuta a determinare l'efficacia della disinfezione (misurazioni CT) e come metodo di troubleshooting per assicurare che l'ozono introdotto venga diffuso nell'acqua efficacemente.
Poiché la miscela ossigeno-ozono diffusa attraverso l'acqua grezza salirà in superficie, l'atmosfera sopra le camere di diffusione sarà monitorata per le quantità di ozono che passa attraverso l'acqua. L'ozono che passa attraverso l'acqua è ozono che non ha ossidato i patogeni idrici. Inoltre, le normative EPA sono severe sulla quantità di ozono che può essere rilasciata nell'atmosfera esterna. Livelli inaspettatamente alti di ozono non disciolto richiedono correzioni di processo o lavori di manutenzione da parte dell'impianto di trattamento dell'acqua.
Esistono diversi sistemi domestici sicuri disponibili commercialmente. Questi sistemi sono solitamente per la purificazione di piccole quantità di acqua per scopi potabili. Poiché questi sistemi usano l'ossigeno atmosferico e il sistema di generazione di ozono converte solitamente (a seconda di temperatura, umidità e pressione) circa il 2% di ossigeno in ozono, le quantità risultanti di ozono prodotto sono abbastanza piccole da non rappresentare un rischio per la salute. Questi sistemi domestici diffonderanno basse concentrazioni di ozono attraverso quantità fisse di acqua per dare all'acqua una "lucidatura" riducendo patogeni idrici in tracce e metalli disciolti.
L'ozono è classificato come gas tossico. Piccole quantità di ozono causano mal di testa che durano alcune ore. Il contatto con concentrazioni più alte può portare a effetti più seri o alla morte. Le unità domestiche disponibili commercialmente non produrranno livelli pericolosi di ozono a meno che non funzionino male e in aree chiuse dove l'ozono non può dissiparsi.
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