OZÔNIO

O que é ?

Ozônio é uma forma especial de oxigênio, muito ativa. O oxigênio – O2 – na natureza é composto por apenas dois átomos, enquanto o ozônio – O3 – é composto por três átomos. À temperatura ambiente, é um gás invisível, com odor muito característico. E devido às suas propriedades químicas, podem ser utilizados entre outras coisas, na medicina para tratamento de doenças circulatórias, doenças infecciosas, ferimentos infectados de difícil cicatrização, algumas doenças inflamatórias crônicas, situações de exaustão física, cansaço, “esgotamento”, entre outras.

No entanto, sua utilidade está no tratamento do ar em ambientes fechados, como sala de escritórios, armazenadores de alimentos, câmaras frigoríficas, etc. E principalmente, no tratamento de água potável. Tanto que este pode ser aplicado não só para o uso doméstico como para tratamento de efluentes, esgotos e até na água de piscina.

Uso do Ozônio

O gás ozônio começou a ser conhecido em 1781, quando pela primeira vez seu odor característico foi detectado e somente em 1837 o ozônio foi reconhecido como uma substância química. Mesmo assim, trinta anos se passaram para que em 1867, a fórmula tri atômica do ozônio fosse descrita e reconhecida.

A habilidade do ozônio para desinfecção de água foi descoberta em 1886 e em 1891 testes pilotos já eram realizados em Martinkenfelde, na Alemanha. No entanto, a primeira instalação de ozônio em escala industrial ocorreu em 1893, em Oudshoorm, na Holanda, objetivando a desinfecção de água na estação de tratamento de água potável desta cidade. Até 1914 o número de estações de tratamento de água utilizando ozônio cresceu significativamente e na Europa já havia pelo menos 49 instalações.

O crescimento do ozônio caiu muito na época da primeira guerra mundial, quando pesquisas relacionadas a gases venenosos levaram a descoberta do cloro, que do ponto de vista econômico era mais vantajoso. Mesmo assim, o número de instalações de ozônio continuou crescendo, principalmente na Europa, e em 1936 já haviam aproximadamente 100 instalações na França e 140 no mundo. Desta forma as aplicações de ozônio não são tão recentes como muitos imaginam, pois na verdade mais de um século já se passou desde a primeira instalação.

Porém a realidade é que o cloro sempre foi mais barato e é atualmente o desinfectante mais utilizado mundialmente. A partir de 1975, foi descoberto que compostos organoclorados (subprodutos das reações do cloro com matéria orgânica) são cancerígenos e consequentemente, o cloro, começou a ter sua aplicação cada vez mais limitada. A principal preocupação quanto aos organoclorados é o potencial de formação dos trihalometanos (THM), produzidos geralmente na fase de pré-oxidação da água bruta com cloro antes do processo físico-químico de tratamento de água. Desta forma o ozônio ressurgiu como uma das principais alternativas na substituição do cloro, resultando na retomada do desenvolvimento das aplicações de ozônio e principalmente dos sistemas de geração de ozônio. O resultado deste movimento foi a redução dos custos de capital e operacional do sistema de ozonização em aproximadamente 40 %.

Características

– O ozônio é o mais poderoso oxidante utilizável (1,5 vezes mais forte do que o cloro);
- O ozônio é 3.125 vezes mais rápido do que o cloro na inativação de bactérias;
- O ozônio não produz toxinas na água;
- O ozônio é gerado no local de utilização, por método de ionização de partículas
- O transporte, manuseio e estoque não são necessários;
- Quando não consumido, decompõe-se naturalmente em oxigênio.

O Ozônio como agente desinfectante mais poderoso e rápido

Basicamente, o que diferencia o ozônio dos diversos agentes desinfetantes, é o seu mecanismo de destruição dos microorganismos. O cloro, por exemplo, atua por difusão através da parede celular, para então agir sobre os elementos vitais no interior da célula, como enzimas, proteínas, DNA e RNA. O ozônio, por ser mais oxidante, age diretamente na parede celular, causando sua ruptura, demandando menor tempo de contato e tornando impossível sua reativação. Dependendo do tipo de microorganismo, o ozônio pode ser até 3.125 vezes mais rápido que o cloro na inativação celular

As principais aplicações incluem

- Desinfecção de água fresca;
- Água de processo e água de resfriamento;
- Desinfecção, descoloração, desodorização e desintoxicação de efluentes e melhoria da biodegrabilidade;
- Oxidação de off gases;
- Brilho óptico e branqueamento de matérias primas e produtos;
- Melhoria dos processos de cobertura (coating);
- Sínteses orgânicas (processos de ozonólise).

Água potável e seu tratamento

Devido ao efeito positivo nas substâncias interferentes, ozônio é freqüentemente usado no tratamento de água, de água de processo e de efluentes. As principais aplicações são:
- Desinfecção nos processos de lavagem (lavagem de frutas, legumes e verduras);
- Desinfecção de sistemas de lavagem de garrafas;
- Deferretização e demanganetização;
- Melhoria de gosto e odor;
- Redução de cloro e outras substâncias químicas presentes na água;
- Eliminação de limo e depósitos em tubos, trocadores de calor, conexões, etc.

Geração do Ozônio

O ozônio é gerado quando uma corrente alternada de alta voltagem é descarregada na presença de oxigênio. O maior exemplo é o que ocorre na natureza, quando em dias de tempestade há grande produção de ozônio na atmosfera devido às elevadas descargas elétricas provenientes dos relâmpagos.

O gerador de ozônio basicamente reproduz, de forma controlada e eficaz, este fenômeno natural, aliando alta tecnologia na área de materiais à eletroeletrônica avançada. Desta forma, a geração de ozônio ocorre pelo princípio de Descarga elétrica de Corona, que consiste na aplicação de uma descarga elétrica a média freqüência para acelerar elétrons e assim prover a energia cinética suficiente para partir, através do impacto, as ligações da molécula de oxigênio. Os átomos livres reagem com outras moléculas de oxigênio para a formação do ozônio.

Principais motivos do uso do Ozônio

Manutenção: Atualmente a amostragem dos custos de manutenção do sistema de condicionamento do ar já é maior e representa uma parcela significativa da operação, apesar de difícil de ser quantificada. O sistema com oxigênio não apresenta este problema.

Tecnologia: As tecnologias mais recentes já permitem geração de ozônio a concentração de 20% a partir do oxigênio. Utilizando-se o ar comprimido, o máximo possível é 3% em base mássica. Consequentemente, novas tecnologias relacionadas a aplicação de ozônio em alta concentração estão surgindo e limitando cada vez mais o uso do ar. É importante colocar, que atualmente a concentração máxima viável comercialmente é em torno de 10 a 12% sendo muito dependente do tipo de aplicação e do valor que o ozônio agrega ao produto.

Sistemas Integrados: O desenvolvimento de sistemas integrados de produção de oxigênio e ozônio, ou seja, a geração de ozônio a partir do oxigênio produzido através de PSA. Esta forma de produção de ozônio reduz o custo do oxigênio líquido, por exemplo, que geralmente agrega um valor significativo referente a frete.

Vantagens na utilização do Ozônio

O ozônio é um gás com alto poder oxidante e alta velocidade de reação, capaz de promover desinfecção pela oxidação de microorganismos assim como oxidar compostos como fenol, cianeto, metais pesados e compostos orgânicos.

Em relação ao cloro, tem 1,5 vezes maior poder de oxidação e dependendo da substância que está sendo atacada é até 1500 vezes mais rápido. A pressão parcial do ozônio é bastante inferior à do oxigênio, sendo facilmente absorvido pela água (50 vezes mais rápido que o oxigênio).

Efeitos da utilização do Ozônio no tratamento da água

- destruição de compostos por quebra das cadeias (desassociação oxidante );
- redução de metais às suas formas insolúveis (normalização);
- mineralização (solidificação) de compostos orgânicos dissolvidos, causando a sua coagulação e recipitação;
- elevação do potencial redox da água, causando a micro floculação dos patogênicos que podem ser removidos por filtração.
- auxiliar de micro floculação;
- alta reatividade contra poluentes e agrotóxicos;
- desinfecção bacteriológica;
- eliminação de AOX;
- eliminação de blowdown (menor custo com água);
- eliminação de microorganismos e inativação de vírus;
- fácil de operar com geração no próprio local;
- melhoria na troca térmica (economia de energia);
- não há necessidade de outros agentes ou catalisadores;
- oxidação de complexos como EDTA;
- oxidação de compostos orgânicos (fenóis, detergentes , pesticidas);
- oxidação de substâncias inorgânicas como cianetos, sulfetos e nitritos;
- pequenas taxas de corrosão;
- redução de custos com mão de obra;
- redução de DOC (Dissolved Organic Carbon);
- redução de DQO e DBO;
- redução de trihalometanos (THM’s)
- remoção de cor;
- remoção de ferro solúvel e manganês por oxidação;
- remoção de sabor e odor;
- respeito ao Meio Ambiente;
- tecnologia altamente confiável.

Aplicações diversas do Ozônio na água

- água potável;
- água de resfriamento;
- efluentes de indústrias químicas e farmacêuticas;
- água de processo;
- efluente de fábrica de papel e celulose;
- redução de odor e NOX;
- processos de branqueamento;
- água mineral ( enxágüe de desinfecção de reatores, tanques, garrafas );
- processo de lavagem ( saladas, etc. );
- tratamento de lixívia, chorume;
- efluente de indústria têxtil;
- processos de síntese;
- outros.