Ozon-Wasseraufbereitungssystem — Erzeugung, Kontaktierung und Abgaszerstörung

Ein Ozonsystem erzeugt Ozon vor Ort aus trockener Luft oder Sauerstoff, löst es in Wasser, hält es lange genug in Kontakt, um die Zielverbindungen zu oxidieren, und zerstört das im Abgas verbleibende Ozon. Ozon entsteht durch Koronaentladung über ein Dielektrikum in einem Edelstahlreaktor. Es kann nicht gelagert werden, daher wird die Erzeugung an den Bedarf angepasst.

Eine vollständige Anlage besteht aus Aufbereitung des Speisegases, Generator, Injektor, Kontaktbehälter, Abgaszerstörer und einer Steuerung, die ORP oder gelöstes Ozon erfasst. Ozon ist ein Oxidationsmittel, kein Filter: Es wandelt gelöstes Eisen, Mangan sowie Farb- und Geschmacksstoffe in Formen um, die durch Filtration oder Aktivkohle entfernt werden können.

Kommerzielle Generatoren reichen von etwa 10 g/h für eine kleine Trinkwasserstelle bis zu mehreren kg/h für eine Anlage. Die Nennleistung wird immer bei definierter Sauerstoffkonzentration, definiertem Taupunkt und definierter Kühltemperatur angegeben; vergleichen Sie Angebote daher auf derselben Basis.

Ozon muss sich lösen und nicht nur durchperlen. Ein Venturi-Injektor erzeugt einen Unterdruck, der Gas in den Wasserstrom zieht, und ein Statikmischer oder Kontaktturm gibt den Blasen Zeit für den Übergang. Gegenstromtürme mit Diffusor am Boden und Wassereintritt oben erreichen einen hohen Übergangswirkungsgrad; Blasensäulen sind einfacher, aber höher. Der Übergang hängt von Blasengröße, Wassertiefe und Temperatur ab; der nicht gelöste Anteil gelangt zum Abgaszerstörer.

Die Kontaktzeit beträgt für Trinkwasser üblicherweise 5–15 Minuten, bei der Oxidation von Eisen und Mangan länger. Der Behälter muss zu einem Abgaszerstörer entlüftet werden, und das Wasser sollte entgast werden, bevor es einen Lagertank oder ein Kohlebett erreicht. Der Injektor wird für den Spitzenwasserdurchfluss und das Gas-Flüssig-Verhältnis ausgelegt; zu viel Gas bei geringem Durchfluss erzeugt Schaum und schlechten Übergang.

Die Generatorleistung in Gramm pro Stunde ergibt sich aus dem Wasserdurchfluss in Kubikmetern pro Stunde multipliziert mit der Ozondosis in Milligramm pro Liter, geteilt durch den Übergangswirkungsgrad. Ein Kubikmeter pro Stunde bei 1 mg/L erfordert 1 g/h vor Verlusten. Ein Strom von 10 m³/h bei 2 mg/L benötigt daher 20 g/h bei 100 % Übergang oder etwa 22–25 g/h bei 80–90 % Übergang.

Die Dosis muss auf dem Ozonbedarf des Wassers beruhen, nicht nur auf dem Zielrestgehalt. Der Bedarf wird mit einem Laborversuch gemessen: Probe dosieren, Kontaktzeit abwarten und den Restgehalt messen. Hohe Gehalte an Eisen, Mangan, Farbe oder Nitrit verbrauchen Ozon, bevor die Desinfektion beginnt. Addieren Sie den Bedarf zum Zielrestgehalt, bevor Sie den Generator auswählen.

Ozon zerfällt zu Sauerstoff, mit einer Halbwertszeit von etwa 20–30 Minuten in sauberem Wasser bei 20 °C und deutlich kürzer in Wasser mit organischen Stoffen oder Metallen. Es hinterlässt keinen dauerhaften Restgehalt im Verteilnetz; es schützt daher den Kontaktbehälter und den Tank, aber keinen langen Kreislauf. UV wirkt nur, während Wasser die Lampe passiert, und hinterlässt ebenfalls keinen Restgehalt.

Ozon ist ein Oxidationsmittel und kann Farbe, Geschmack und Metalle entfernen; UV ist ein photochemisches Desinfektionsmittel und entfernt nichts davon. Ozon kann bei Anwesenheit von Bromid Bromat bilden; UV bei 254 nm nicht. Setzen Sie Ozon vor Filtration und Speicherung ein, UV am Verwendungspunkt.

Die Wartung konzentriert sich auf das Speisegas und den Abgaszerstörer. Tauschen Sie Trocknungsmittel und Filter planmäßig aus, halten Sie den Taupunkt niedrig, reinigen Sie den Kühlkreislauf des Generators und kalibrieren Sie den Ozon- oder ORP-Sensor. Ersetzen Sie jährlich den Katalysator des Abgaszerstörers oder prüfen Sie die Heizung. Halten Sie Ersatzsicherungen, Magnetventile und Sensormembranen bereit: Die meisten Stillstände sind Speisegas- oder Instrumentenfehler, nicht Generatorausfälle.