DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN GENERADOR DE OZONO

Tabla de contenido
Pág.
Lista de figuras…………………………………………………………………………… vii
Lista de tablas…………………………………………………………………………….. xi
Simbología………………………………………………………………………………... xiii
Abreviaturas y acrónimos………...………………………………………………………. xvii
Resumen….………………………………………………………………………………. xix
Abstract…………………………………………………………………………………… xxi
Prefacio…………………………………………………………………………………… xxiii
1. Desinfección deagua con ozono……………………………………………………… 1
1.1 Generalidades del ozono……………………………………………………………... 1
1.1.1 Historia del uso del ozono en desinfección de agua…………………………... 1
1.1.2 Características físico químicas del ozono……………………………………... 2
1.1.3 Métodos de medición de ozono……………………………………………….. 2
1.1.3.1 Método Yodométrico………………………………………………… 3
1.1.3.2 Absorción de luz UV…………………………………………………. 3
1.1.3.3Método amperométrico……………………………………………….. 4
1.1.3.4 Colorimetría…………………………………………………………... 4
1.1.4 Toxicidad y Normatividad del ozono…………………………………………. 5
1.1.4.1 Inhalación…………………………………………………………….. 5
1.1.4.2 Contacto con la piel y ojos…………………………………………… 5
1.1.4.3 Límites permitidos……………………………………………………. 5
1.1.5 Otras aplicaciones…………………………………………………………….. 6
1.2 Potabilización deagua……………………………………………………………….. 7
1.2.1 Métodos de desinfección de agua……………………………………………... 8
1.2.1.1 Cloración………………………………………………………………. 8
1.2.1.2 Ozonificación………………………………………………………….. 8
i

1.2.1.3 Radiación de luz ultravioleta………………………………………….

8

1.2.1.4 Ósmosis inversa……………………………………………………….. 8
1.2.2 Acción desinfectante del ozono en el agua…………………………………….. 8
1.2.2.1 Mecanismo de acción del ozono sobre microorganismos……………..8
1.2.2.2 Microorganismos patógenos que elimina el ozono…………………… 9
1.2.2.3 Factores que afectan la efectividad del ozono en la desinfección de
agua……………………………………………………………………. 9
1.2.2.4 Dosificación de ozono para desinfección de agua potable…………… 10
1.2.2.5 Cinética de consumo de ozono en el agua………………………..…… 11
2. Estudios preliminares para el diseño de un equipo generador de ozono….…..….13
2.1 Generación de ozono……………...………………………………………………..... 13
2.1.1 Generación de ozono por descargas eléctricas……………………………….... 14
2.2 Elementos que forman parte de un equipo generador de ozono………………...…… 16
2.2.1 Preparación del gas de alimentación…………………………..………………. 16
2.2.2 Celda generadora de ozono…………………………………………..……….. 17
2.2.3 Fuente de alimentación……………………………...………………………… 18
2.2.4Sistema de enfriamiento……………...……………………………………….. 18
2.2.5 Inyección de ozono al agua………………………………………………..…... 18
2.2.5.1 Difusión por burbujeo………………………………………………… 18
2.2.5.2 Inyector vénturi……………………………………………………….. 19
2.2.6 Destrucción de ozono………………………………………………………...... 19
2.2.6.1 Térmico………………………………………...……………………… 19
2.2.6.2 Catalítico…………………...………………………………………….. 19
2.3 Variables que afectanla producción de ozono…………………………...………….. 20
2.3.1 Frecuencia de la señal de alimentación……………………………………….. 20
2.3.2 Voltaje de alimentación……………………………………………………….. 20
2.3.3 Humedad………………………………………………………………………. 20
2.3.4 Temperatura…………………………………………………………………… 21
2.3.5 Gas de alimentación…………………………………………………………… 21
2.3.6 Presión del gas de alimentación……………………………………………….. 21
2.3.7 Flujo del gas dealimentación…………………………………………………. 21
ii

2.4 Representación eléctrica de una celda generadora de ozono………………………… 22
2.5 Aplicación de la figura de Lissajous en una celda generadora de ozono……………. 24
2.5.1 Tiempo de duración de las microdescargas………………...…………………. 25
2.5.2 Determinación de las capacitancias Ca y Cd………………………………….. 25
2.5.3 Determinación del voltaje de mantenimientoVz……………………………... 26
2.5.4 Cálculo de potencia……………………………………………………………. 26
3. Diseño del equipo generador de ozono……………………………………………… 29
3.1. Diseño de una celda generadora de ozono de placas paralelas……………................ 29
3.1.1 Cálculo de la producción de ozono requerida para desinfección de agua…… 29
3.1.2 Cálculo de potencia que debe consumir una celda generadora de...