Ozonización En Aguas Residuales

El ozono es un potente oxidante y por ello ha sido utilizado en el tratamiento de aguas de consumo y en el tratamiento de aguas residuales.
La velocidad y grado de oxidación/mineralización de los contaminantes dependen la concentración de ozono disuelto (Co3) que depende de la solubilidad que tenga el ozono en agua. La solubilidad de ozono en agua está condicionada por la presión parcial o laconcentración que alcanza en el gas donde se encuentra.
La solubilidad puede expresarse según la ley de Henry. Debido a la descomposición del ozono en agua el valor de CO3 se suele determinar mediante esta ecuación donde PO3 es la concentración que alcanza en el gas, CO3 es la concentración de ozono disuelto y He es la cte de la ley de Henry.
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El ozono se descompone en agua por víaradical mediante un complejo mecanismo que se inicia con la reacción entre el ozono y lo iones hidróxido. Después, reacciona el ozono con iones radical superóxido, generándose así radicales hidróxilo y oxígeno. La generación de estos radicales hidroxilo se potencia cuando se utiliza ozono en el tratamiento de aguas residuales. Esto se lleva a cabo acelerando las reacciones de iniciación, aumentando elvalor de pH y añadiendo peróxido de hidrógeno.
Además de éstas reacciones, el ozono y los radicales generados pueden reaccionar entre sí y con otras especies (como carbonato y bicarbonato) y hace que se formen reacciones paralelas en el proceso de ozonización.
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El ozono oxida la materia orgánica del agua mediante reacción directa con las moléculas disueltas o mediante reacción de estasmoléculas con los radicales hidróxilo que se forman al descomponerse el ozono.
Por lo que tenemos dos oxidantes: ozono y radicales hidroxilo que atacan a las zonas de las moléculas que tienen alta densidad electrónica dando lugar a productos intermedios que pueden continuar su oxidación hasta la mineralización parcial o completa de los compuestos originales.
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Los bromatos son compuestosque pueden causar cáncer. Se generan en los procesos de ozonización a partir de los bromuros presentes en el agua.
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Se proponen diferentes estrategias para minimizar la formación de bromatos como llevar a cabo las ozonizaciones a valor de pH inferiores a 6 e inhibir el proceso de ozonización por vía radical. Se considera que concentraciones deozono en el agua inferiores a 0.1 mg/L minimizan la formación de bromatos.
Los equipos para procesos de ozonización no catalíticos son tanques agitados y columnas de burbujeo. A escala industrial lo más utilizados son los que incorporan columnas de burbujeo.
A la hora de plantear un proceso de ozonización determinamos dos objetivos con el fin de optimizar el uso del ozono y minimizar los costes:* Generación de DBO (demanda biológica de oxígeno) a partir de DOC (Carbono Orgánico Disuelto) minimizando las reacciones del ozono con los compuestos intermedios. Éste seria el caso de utilizar el ozono como pre-tratamiento a un proceso biológico minimizando la concentración de ozono en agua.
* Eliminación de DOC (carbono organico disuelto). Con ello se pretende conseguir cierto grado demineralización de la materia orgánica.
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El ozono se utiliza en el tratamiento de aguas con los objetivos de desinfectar y eliminar la MO contaminante. Para conseguirlo, se diseñan procesos de ozonización por via directa y por via radical. Uno de los inconvenientes es el elevado coste de esta técnica.
El ozono se suele utilizar en etapas intermedias del proceso de desinfección, como pasoprevio a los procesos de filtración. Las necesidades de ozono para conseguir una adecuada desinfección se determinan mediante el parámetro CT que es el resultado de multiplicar la concentración de ozono en el agua y el tiempo de contacto de los microogranismos presentes en el agua con el ozono.
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Oxidación de compuestos inorgánicos
Se lleva a cabo mediante procesos de coagulación-floculación y...