Aplicación de la ozonización en el tratamiento de aguas: descripción y funcionamiento

La ozonización es ampliamente utilizada en el tratamiento de las aguas, tanto potables como residuales. Permite la eliminación de compuestos tanto orgánicos como inorgánicos, reduciéndose el TOC, olor, color, sabor y turbidez de las aguas, así como compuestos refractarios (sustancias tóxicas y compuestos farmacéuticos).

Aunque es necesaria su generación “in situ” (mediante “descargas eléctricas silenciosas”) y su coste inicial es alto, es un potente desinfectante debido a su alta reactividad y poder de reducción.

 

[Grupo de Ingeniería Química. Universidad de Alcalá]

La ozonización se incluye dentro de los Procesos de Oxidación Avanzada (AOPs), que se definen como “procesos de oxidación que implican la generación de radicales hidroxilo en cantidad suficiente para interaccionar con los compuestos orgánicos del medio”.

La molécula de ozono es una forma alotrópica triatómica del oxígeno termodinámicamente inestable, descomponiéndose espontáneamente a oxígeno. Es un oxidante fuerte, segundo después de los radicales hidroxilo libres, capaz de participar en numerosas reacciones químicas con sustancias inorgánicas y orgánicas. Las reacciones con ozono se pueden producir por dos mecanismos: las reacciones directas son reacciones son muy selectivas, atacando a dobles enlaces y algunos grupos funcionales; y las reacciones indirectas son consecuencia de la acción de los radicales hidroxilos resultantes de la descomposición del ozono en el agua.

El método más ampliamente utilizado para la generación de ozono para el tratamiento de aguas son las descargas en corona, o también conocido como “descargas eléctricas silenciosas” (Figura). Consiste en pasar oxígeno en forma gaseosa a través de dos electrodos separados por un dieléctrico y un hueco de descargas. Se aplica un voltaje a los electrodos, causando que un electrón fluya a través del hueco de descargas. Esos electrones suministran la energía para disociar las moléculas de oxígeno, produciéndose así la formación de ozono. 

 

 

La ozonización se puede efectuar de forma no catalítica o catalítica. En el primer caso, la ozonización de realiza en medio alcalino para aumentar la velocidad de descomposición del ozono, incrementando así la velocidad de generación de radicales hidroxilo. La generación de radicales hidroxilo puede ser aumentada con la adición de peróxido de hidrógeno (H2O2),  ampliando la concentración de los mismos en el agua. En el segundo caso, la actividad catalítica está directamente relacionada con la capacidad de descomposición de ozono disuelto y la consiguiente generación de radicales hidroxilo, aunque el mecanismo implicado en la ozonización catalítica es aún motivo de discusión. Los principales catalizadores que se utilizan en ozonización son los óxidos de metales de transición (manganeso, titanio, aluminio), metales u óxidos soportados (cobre u óxido de titanio sobre alúmina), carbón activo (GAC) y sistemas mesoporosos, como los silicatos MCM o SBA.

El tratamiento de aguas mediante ozonización presenta una serie de ventajas y desventajas que se resumen en la siguiente tabla:

 

VENTAJAS

DESVENTAJAS

J            Facilidad de producción de ozono desde aire u oxígeno por descargas eléctricas.

J            Facilidad de reacción con compuestos orgánicos e inorgánicos debido a su alta reactividad y potencial de reducción.

J            El ozono reduce el TOC, color, olor y turbidez del agua tratada.

J            El ozono oxida hierro, manganeso y sulfuros.

J            El uno de los desinfectantes químicos más eficientes, ya que requiere un tiempo de contacto pequeño.

J            En ausencia de bromo, no se forman DBPs.

J            Ozono es más efectivo que cloro, cloroaminas y dióxido de cloro para la inactivación de virus, Cryptosporidium y Giardia.

L       El ozono es altamente corrosivo y tóxico.

L       El coste inicial del equipamiento es alto, y los generadores requieren mucha energía.

L       El ozono debe ser generado “in situ” por problemas en el almacenamiento y transporte.

L       La vida media del ozono en el sistema de distribución es de 25 minutos a temperatura ambiente, con lo que la ozonización no asegura la limpieza del agua potable, siendo necesario añadir cloro.

L       Se forman DBPs en presencia de bromo, aldehídos, cetonas, etc.

L       Son necesarios filtros activados para la eliminación de carbono orgánico biodegradable.

 

Las principales aplicaciones de la ozonización en el campo del tratamiento de aguas:

 

ü      En el caso de las aguas potables, el ozono es típicamente empleado en una pre-desinfección para el control de algas e inactivación de bacterias y virus, y como pre- oxidación y/o oxidación intermedia de la materia orgánica e inorgánica para eliminación de compuestos  que proporcionan sabor, olor y color al agua. Además, es utilizado para la eliminación de la turbidez, iones metálicos y reduce los niveles de trihalometanos (THM) y precursores orgánicos relacionados.

ü      En el tratamiento de las aguas residuales, el ozono se emplea en la desinfección (reutilización), oxidación de compuestos inorgánicos (eliminación de sustancias tóxicas como el cianuro), oxidación de compuestos orgánicos (oxidación parcial del TOC y sustancias tóxicas) y la eliminación de partículas.  

ü      Actualmente, la ozonización también es empleada para la eliminación de contaminantes emergentes (compuestos farmacéuticos, POPs, PTBs, PPCPs…).

 

Para más información: ozone-europe

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37 comentarios

  1. Hola:

    Le escribe una investigadora Cubana adjunta de la Universidad Central de Las Villas, agradeceria me enviaran mas informacion sobre la ozonolsis como metodo de oxidacion avanzada, en el tratamiento de aguas contamnadas con cianuros complejos.

    gracias

    mirelys

  2. Me gustaría conocer acerca del tratamiento de aguas residuales con ozono,y me gustaría más información acerca de esto.

    Gracias.

  3. Yo cuando trabajaba en Schlumberger teniasmos todo desinfectado a base de ozono… el cloro apesta!!

  4. Yo cuando trabajaba en Schlumberger, todo lo desinfectabamos a base de ozono… el cloro apesta

  5. Me parece excelente este artículo. Desearia mas informacion sobre este tema

  7. me gustaria saber sobre una posible solucion al derrame de cianuro en el agua. gracias

  8. Hola: Mi nombre es Stephanie y agradeceria me enviaran mas informacion sobre los procesos de ozonizacion como metodo de oxidacion en el tratamiento de aguas residuales con contenido de acidos carboxilicos, ¿Puede el ozono oxidar este tipo de compuestos? ¿Que productos se obtendrian?

    Muchas gracias

  9. Hola: Mi nombre es Stephanie y agradeceria me enviaran mas informacion sobre los procesos de ozonizacion como metodo de oxidacion en el tratamiento de aguas residuales con contenido de acidos carboxilicos, ¿Puede el ozono oxidar este tipo de compuestos? ¿Que productos se obtendrian?

    Muchas gracias

  10. Hola: Mi nombre es Stephanie y agradeceria me enviaran mas informacion sobre los procesos de ozonizacion como metodo de oxidacion en el tratamiento de aguas residuales con contenido de acidos carboxilicos, ¿Puede el ozono oxidar este tipo de compuestos? ¿Que productos se obtendrian?

    Muchas gracias

  11. ME GUSTARÍA PROFUNDIZAR MÁS EN EL TEMA, SOBRE TODO PARA APLICARLO EN EL TRATAMIENTO CONVENCIONAL PARA GRANDES ACUEDUCTOS

  12. Me ayudas con que valores manejan para la cantidad de ozono que se requiere para oxidar la DBO y la DQO, es decir:

    Cuando Ozono se require para oxidar 100 gramos de DBO y 100 gr de DQO.

    Gracias

    Marco

  13. Por fabor, requiero información sobre equipos para generar ozono para plantas de tratamiento de agua potable desde 100 litros por segundo hasta 1000 litros por segundo.

  14. me gustaria saber mas sobre tratamiento de aguas residuales medianto ozonizacion, ya que tengo que presentar un proyecto para tratamieto de fluidos coorporales en una empresa donde hacen harina de pescado y tenemos que hacer algo con estos fluidos

  15. me dedico, en diseño y montaje de plantas de agua ultrapura tipo water f. inyection y pw, surge algo que es el aumento de la condutividad con la ozonizacion persistente, lo atribuyo a la baja del pH, ya que oxidante severo como el o3 lo provoca, tengo alguna idea del mecanismo de reaccion, pero me falta algo, para cerar, alguna ayuda?, gracias.

    Ing. A. Gentile

  16. ME GUSATARIA SABER MAS SOBRE OZONIZACION EN AGUAS DE MESA ya que estoy haciendo un proyecto sobre ese tema. gracias

  17. este articulo es muy interesante me gustaria recibir mas informacion ya q estoy haciendo una investigacion gracias

  18. es muy interesante ,me gustria saber como puedo chequear los sistemas de ozonizacion,destilacion y/o purificacion del agua de mi equipo que es pequeño de mi area de produccion ya que solo cuento con filtros dos de sedimento y uno de carbon activado con una lamapara ultravioleta dentro del filtro de carbon activado las dimensines son 2.5" *10" y una lampara uvc-ligthing caudal de 2GPM.

    quisiera saber si hay algun reactivo que pueda utilizar diariamente para saber si el equipo que tengo es bueno para mi produccion.gracias

  19. Necesitamos reutilizar las aguas servidas para uso de riego en jardines. La descarga es de 1.5 lts/seg. ¿Podrían recomendarnos y presupuestarnos el equipo necesario?.

  20. Mi interés, ozonización aplicado en minería. Invito a las personas interesadas en desarrollar este tema a un coloquio electrónico vía E.Mail.

    Atte.,

    Ingeniero Emilio Flores Paredes

  21. Hola amigos para 1000 litros de agua que cantidad de ozono necesito despues de purificar con filtros y luz UV

    Necesito tener referencias sencillas

  22. La verdad que el ozono es un excelente desinfectante. A nivel doméstico, hay purificadores que trabajan en base a ozono, y tienen la ventaja de poder desinfectar frutas, verduras, carne. El detalle es que no he visto una fuente bibliográfica que me asegure que realmente puede eliminar todos los contaminantes que puede tener el agua.

  23. para cantidades cercanas al 1000 litros me parece conveniente tener una solución de 1 parte por millon recirculando, para homogenizar, considerando 20 minutos.

  24. Excelente artículo, que bueno que existan estas paginas y que bueno que gente como el señor José, compartan sus grandes conocimientos.GRACIAS

  25. Excelente información.
    Si el O3 se usa para el tratamiento de aguas resisuales del lavado de tanques que contuvieron pesticidas como por ejemplo glifosato, cipermetrina, 2,4-D, atrazina ¿se puede llegar a una oxidación completa,redcuciendo significativamente la DQO? ¿Qué productos se obtendrían?
    Apreciaré si me puedes recomendar algún equipo.
    Gracias

  26. Me gustaría conocer acerca del tratamiento de aguas residuales/lodos con ozono,y me gustaría más información acerca de esto.

  27. A tiempo de agradecer a las personas que propician estos espacios me permito consultar a la comunidad que conoce del tema lo siguiente: si ayuda a la decloraciòn el ozonizador y si este proceso le da un mejor sabor al H2O. Adicional.- Si conocen algunas referencias en Sud América para direcciones y/o precios de Ozonizadores.

  28. Buena información, estoy diseñando un reactor de ozono similar para mi tesis, por lo que le agradecería si me brindara información de: Fundamentos físicos para el modelamiento matemático del reactor, las ecuaciones que dominan sobre la descarga corona y sobre las ecuaciones fisicoquímmicas para la transormacion del O2 – O3.

  29. El tema es interesante. actualmente donde estoy trabajando estamos en elaborando un proyecto para implementar este sistema, usted tendra conocimiento de empresas que posean ya un sistema de tratamiento con esta tecnologia?

  30. Estimados amigos, me gustaria me orientaran sobre este proceso de tratamiento de aguas reciduales, si es que , es verdada que sustituye en su totalidad al sistema de pantanos y tambien si es que aunque se utiliza alto voltaje en cuestion electrica, no es caro economicamente hablando su costo, esto hablando de una comunidad rural de no mas de 1000 abitantes. Gracias

  31. quisiera saber si el ozono es efectivo para eliminar el boro del agua potable.

  32. en venezuela estamos desarrollando unos equipos portatiles para la produccion de Ozono en el sitio a bajos costos y estos equipo son de bajo consumo electricos y con una gran efectividad en la produccion de ozono para cualquier nivel y elimina el boro y demas, esramos en FB para mas datos

  33. el que quiera eliminar el flúor de el agua comprense una bomba de aire para acuarios( 10-20soles en mi pais)y esa piedrita te la venden a 3 soles……se llama piedra difusora para acuario,pregunta en un lugar donde venden peces . compras un tubito de presion que cuesta 2 soles el metro y lo conectas a la piedrita difusora todo ,lo metes en la jarra esperas 20 a 30 minutos (una jarra de maximo 3 litros)y listo ya puedes hervir el agua,busquen ozonizacion en google o youtube y veran

  34. el ph del agua en que rango debe de estar para ozonizar, por que tengo deficiencia en concentrar el 0zono en un tanque, sera por el ph es alto tengo de 8.0 ppm, quisiera saber el rangoideal para aplicar y cual el proceso correcto de preparacion para dicho proceso,
    les agradecere bastante a su recomendacion.

  35. quisiera tener mas informacion sobre el uso del ozono en el tratamiento de aguas residuales antes de su vertimiento para aplicarlo pues el cloro me deja elevado el valor de coliformes

  36. Me ha resultado interesante la ozonización en el tratamiento de aguas, ya que, es muy importante para poder eliminar compuestos tanto orgánicos como inorgánicos en las aguas tanto potables como residuales.

  37. Buenas tardes una pregunta por q en mi tratamiento de agua residual no logro bajar el DQO con el ozono.

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