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Disinfezione dell´acqua con ozono 

Soluzioni di disinfezione dell'acqua di alta qualità che utilizzano l'ozono

Mellifiq offre tecnologie di disinfezione di alta qualità grazie alla progettazione e alla produzione interna di sistemi a ozonoIl sistema a ozono può essere facilmente installato a valle di un sistema di trattamento dell'acqua esistente o in linea. Mellifiq offre anche sistemi completi di trattamento dell'acqua. Abbiamo quindi esperienza in tecnologie consolidate come il Trattamento UV e la clorazione. Il testo che segue fornirà alcune nozioni fondamentali sulla disinfezione dell'acqua per consentire una migliore comprensione della migliore tecnologia disponibile per i diversi casi.

Vantaggi dell'ozono nella disinfezione dell'acqua

La disinfezione dell'acqua mediante ozono presenta vantaggi rispetto ai metodi più tradizionali, come la disinfezione con cloro o raggi UV. Innanzitutto, l'ozono è più efficace di qualsiasi altro trattamento di disinfezione nel neutralizzare virus e batteri, richiedendo al contempo un tempo di contatto molto breve, riducendo così il tempo di permanenza complessivo del trattamento e senza lasciare residui chimici.

Grazie al suo elevato potenziale di ossidazione, l'ozono degrada efficacemente microbi e virus, causando la rottura della membrana cellulare e la decomposizione dei componenti biomolecolari essenziali, ad esempio nei batteri. Come si può vedere nell'immagine sottostante, l'ozono può essere utilizzato per ossidare gli idrocarburi dei doppi strati lipidici cellulari e uccidere i microbi contaminanti. L'uso dell'ozono non produce sostanzialmente residui nocivi, poiché l'ozono subisce una decomposizione naturale in acqua.

Il trattamento con ozono impedisce anche la ricrescita dei microrganismi, a condizione che gli altri processi di disinfezione siano riusciti a ridurre le particelle presenti nel flusso delle acque reflue. L'ozono viene inoltre prodotto in loco e non richiede trasporto o manipolazione, eliminando così complicazioni quali problemi di sicurezza e ambientali associati alla manipolazione di sostanze chimiche.

Ozone molecules purifying water.

Efficienza della disinfezione

Come già indicato sopra, l'ozonizzazione consente una disinfezione efficiente. L'efficienza della disinfezione viene comunemente misurata utilizzando il valore CT (concentrazione moltiplicata per il tempo).

L'ozonizzazione fornisce protezione contro praticamente tutti i microbi tossici e nocivi indesiderati. Nella tabella sottostante sono elencati i valori CT per una serie di germi.

MicrorganismoDose richiesta, valore CT (mg.min/L)
Bacillus0.1
Spore di Clostridium botulinum0.4
Cryptosporidium7
E. coli0.5
Virus dell'encefalomiocardite0.25
Cisti di Giardia0.5
Legionella pneumophila0.1
Virus della poliomielite di tipo 10.5
Pseudomonas1.5 – 2
Salmonella0.1 – 0.4
Staphylococcus1.5 – 2
Streptococcus0.1

Riepilogo della disinfezione

Al fine di confrontare i vari agenti disinfettanti, di seguito è riportata una breve tabella riassuntiva dei vari tipi comuni di microbi tipicamente utilizzati dall'EPA statunitense e dall'OMS per il benchmarking dell'efficacia della disinfezione tra i diversi metodi.

Tabella di benchmarking per il confronto tra i vari agenti disinfettanti e la loro efficacia utilizzando il valore CT (mg.min/L)*. Adottata dall'EPA statunitense, dal CDC e dall'OMS.

In generale si può affermare che le spore sono molto più resistenti. Esse presentano solitamente valori CT da dieci a quindici volte superiori rispetto alla forma attiva. È inoltre importante ricordare che nella maggior parte dei casi esiste una "soglia" di disinfezione. Fino a tale soglia il trattamento avrà un effetto limitato o scarso sui microrganismi. Tuttavia, al di sopra del valore di soglia, tutti i microbi della stessa specie saranno essenzialmente distrutti.

Nell'immagine sottostante è riportato un confronto tra le alternative dell'ozono e della clorazione.

TipoInattivazione logOzonoIpocloritoBiossido di cloroCloro liberoAcido peracetico (PAA)
E. coli2<0.0225-30<1<0.0525-30
Virus4<0.1<0.125-306Studi scarsi
Protozoi31-210-2015-25>100Studi scarsi

*È importante notare che la misurabilità dei valori CT non è esatta e che le ricerche riportano un'efficienza di inattivazione diversa, ma con valori relativi coerenti. Utilizzare la tabella sopra riportata come indicazione.

Tecnologie comuni per la disinfezione dell'acqua

Esistono diverse tecnologie per disinfettare fluidi e superfici. Mellifiq è in grado di fornire diverse tecnologie di disinfezione, con particolare attenzione alle soluzioni rispettose dell'ambiente. Queste tecnologie sono:

  • Ozonizzazione: dissoluzione di una bassa concentrazione di ozono nell'acqua, che garantisce una disinfezione rapida ed efficiente.
  • Ultravioletti (UV) – Irradiazione dell'acqua con raggi UV.
  • Clorazione: dosaggio di composti clorurati nell'acqua che determinano una concentrazione residua di sostanze chimiche disinfettanti.
  • Altre tecnologie includono ad esempio bromo, acido peracetico, iodio, ioni di rame e argento, permanganato di potassio, fenoli, detergenti, perossido di idrogeno, ultrasuoni e calore.

Tecniche di disinfezione dell'acqua

Ogni tecnica ha i suoi vantaggi specifici e il proprio campo di applicazione. Nella tabella sottostante sono riportati alcuni dei vantaggi e degli svantaggi. Le caratteristiche di ciascuna tecnologia sono classificate da 1 (debole) a 5 (forte):

 

TecnologiaOzonoUVBiossido di cloroCloro gassosoAcido peraceticoIpoclorito
Ecologico553121
Sottoprodotti552121
Efficienza533222
Investimento234444
Costi Operativi543444
Fluidi545333
Superfici551111
Disinfezione residua315545
Manipolazione543322
PUNTEGGIO403429242423

È difficile fare un confronto generale che rappresenti tutte le applicazioni e tutte le qualità dell'acqua. Tuttavia, come si può vedere nella tabella sopra, quando si confrontano le caratteristiche tipiche della disinfezione dell'acqua, l'ozonizzazione si distingue come un trattamento di disinfezione dell'acqua ecologico, robusto, compatibile ed efficace.

Applicazioni di disinfezione dell'acqua

Nella tabella sottostante sono riportate alcune applicazioni:

 

 

TecnologiaApplicazioni e settori
Disinfezione con ozonoAcqua di processo e acque reflue
Acqua potabile
Acqua ultrapura
Disinfezione delle superfici
Industria farmaceutica
Piscine
Trattamento antilegionella
Disinfezione residua continua, ad esempio delle tubazioni
Disinfezione UVAcqua di processo e acque reflue
Acqua potabile
Distruzione dell'ozono
Acqua ultrapura
Disinfezione delle superfici
Piscine
Trattamento antilegionella
ClorazioneAcqua potabile
Piscine
Residual disinfection of e.g. piping

Prerequisiti per la disinfezione

La disinfezione dell’acqua potabile è strettamente legata alle altre fasi di trattamento dell’acqua. Una corretta disinfezione può avvenire solo quando l’acqua è stata adeguatamente pretrattata. In molti casi, il processo di disinfezione rappresenta una delle fasi finali di un sistema di trattamento dell’acqua. Ad esempio, nel trattamento dell’acqua potabile la fase di disinfezione è preceduta da grigliatura (pre-filtrazione), sedimentazione, flocculazione e filtrazione su sabbia. A questo punto, l’acqua risulta idonea alla disinfezione finale.

Le particelle disciolte e insolubili dovrebbero essere rimosse dall’acqua, poiché possono causare la formazione di sottoprodotti della disinfezione (in particolare quando si utilizza la clorazione) e perché le particelle possono contenere substrati (nutrienti) per la crescita di microrganismi patogeni. Inoltre, i microrganismi sono più difficili da rimuovere dall’acqua quando sono adsorbiti sulle particelle. Prima della disinfezione, la concentrazione di particelle non disciolte nell’acqua dovrebbe essere ridotta al di sotto di 1 mg/L.

Anche altri composti chimici di origine antropica o naturale influenzano l’efficacia del trattamento di disinfezione. Queste sostanze possono reagire con i disinfettanti formando sottoprodotti della disinfezione. Ciò può aumentare la quantità di disinfettante necessaria per inattivare microrganismi e virus e rendere più difficile il mantenimento di una concentrazione residua efficace.