Saltar al contenido

Ozono in situ · 1–3 mg/L · oxidación y desinfección

Sistema de tratamiento de agua con ozono — Generación, contacto y destrucción del gas de cola

Respuesta rápida

Un sistema de tratamiento de agua con ozono genera ozono a partir de aire u oxígeno, lo disuelve mediante un venturi o una torre de contacto y destruye el gas de cola. El ozono oxida el hierro, el manganeso y los compuestos responsables del color y del sabor, e inactiva los microorganismos; después se descompone en pocos minutos sin dejar residuo medible. La dosis y el tiempo de contacto dependen del contaminante objetivo y de la normativa local.

Unidad de tratamiento de agua montada sobre skid con dosificación de ozono y equipo de ósmosis inversa
Generación y dosificación de ozono integradas en un skid de tratamiento.
Dosis en agua potable
1–3 mg/L Dosis en agua potable
Dosis para enjuague de botellas
2–4 mg/L Dosis para enjuague de botellas
Tiempo de contacto típico
5–15 min Tiempo de contacto típico
Pureza del oxígeno de alimentación
90–95% Pureza del oxígeno de alimentación
Revisado por Equipo de ingeniería de HydroWorks Actualizado

01

¿Qué es un sistema de tratamiento de agua con ozono y cómo funciona?

Un sistema de ozono genera ozono in situ a partir de aire seco u oxígeno, lo disuelve en el agua, lo mantiene en contacto el tiempo suficiente para oxidar los compuestos objetivo y destruye el ozono que queda en el gas de cola. El ozono se produce por descarga de corona a través de un dieléctrico dentro de un reactor de acero inoxidable. No puede almacenarse, por lo que la generación se ajusta a la demanda.

Un tren completo comprende la preparación del gas de alimentación, el generador, el inyector, el recipiente de contacto, el destructor de gas de cola y los controles que leen ORP u ozono disuelto. El ozono es un oxidante, no un filtro: convierte el hierro, el manganeso y los compuestos de color y sabor disueltos en formas que la filtración o el carbón pueden eliminar.

Los generadores comerciales van desde unos 10 g/h para un punto de consumo pequeño hasta varios kg/h para una planta. La capacidad nominal siempre se declara con una concentración de oxígeno, un punto de rocío y una temperatura de refrigeración definidos, por lo que las cotizaciones deben compararse sobre la misma base.

02

¿Debo elegir un generador de ozono alimentado con oxígeno o con aire?

La alimentación con aire es más sencilla: un compresor, un secador y un filtro alimentan el generador, y la concentración de ozono suele ser del 1–3% en peso. La alimentación con oxígeno procedente de una unidad PSA o de una fuente líquida eleva la concentración al 6–12% y reduce el volumen de gas que atraviesa el reactor, lo que mejora la eficiencia de transferencia y disminuye el consumo eléctrico por kilogramo de ozono.

La alimentación con aire conviene a producciones pequeñas y medianas; la alimentación con oxígeno resulta más económica a medida que aumenta la capacidad y es más fácil de controlar con dosis altas. La contrapartida es el suministro de oxígeno: las unidades PSA añaden consumo eléctrico y mantenimiento, mientras que el oxígeno líquido añade entregas y almacenamiento. Para una misma producción, la alimentación con oxígeno también reduce el tamaño de la torre de contacto y del destructor.

Generación de ozono con aire y con oxígeno
AspectoAlimentación con aireAlimentación con oxígeno
Concentración de ozono1–3% en peso6–12% en peso
Preparación del gas de alimentaciónCompresor, secador y filtroOxígeno PSA u oxígeno líquido
Energía específica14–22 kWh/kg O₃ típico7–12 kWh/kg O₃ típico
Producción típicaDesde pequeño hasta unos cientos de g/hDe cientos de g/h a kg/h
Uso típicoPlantas pequeñas, servicio intermitenteProducción alta, dosis alta, servicio continuo

Valores típicos del sector. Confirme la capacidad nominal del generador con el punto de rocío, la temperatura del agua de refrigeración y la altitud reales.

03

¿Cómo se inyecta y se pone en contacto el ozono?

El ozono debe disolverse, no limitarse a burbujear. Un inyector venturi crea un vacío que arrastra el gas al caudal de agua, y un mezclador estático o una torre de contacto dan tiempo a las burbujas para transferirse. Las torres en contracorriente, con un difusor en la base y el agua entrando por la parte superior, alcanzan una alta eficiencia de transferencia; las columnas de burbujeo son más sencillas pero más altas. La transferencia depende del tamaño de burbuja, la profundidad del agua y la temperatura; la fracción no disuelta pasa al destructor.

El tiempo de contacto suele ser de 5–15 minutos para agua potable y mayor para la oxidación de hierro y manganeso. El recipiente debe ventilarse a un destructor de ozono y el agua debe desgasificarse antes de llegar a un tanque de almacenamiento o a un lecho de carbón. El inyector se dimensiona para el caudal máximo y la relación gas-líquido; un exceso de gas con caudal bajo genera espuma y una transferencia deficiente.

04

¿Qué dosis de ozono se utiliza para agua potable y agua embotellada?

La dosis se fija por el contaminante y la demanda de ozono del agua, no por una cifra única. El agua potable suele emplear 1–3 mg/L; el enjuague de botellas emplea 2–4 mg/L; la eliminación de hierro y manganeso requiere lo suficiente para oxidar el metal más la demanda inmediata. Mida la demanda con una prueba de laboratorio: añada ozono, espere y mida lo que queda.

Rangos típicos de dosificación de ozono
AplicaciónDosis típicaContactoNotas
Desinfección de agua potable1–3 mg/L5–15 minResidual tras el contacto según la norma local
Enjuague de agua embotellada2–4 mg/L1–5 minAgua de enjuague, no el producto envasado
Oxidación de hierro y manganeso1–3 mg/L5–15 minSeguida de filtración
Eliminación de color y sabor1–3 mg/L5–15 minPuede seguir un pulido con carbón
Protección del almacenamientoResidual de 0.2–0.5 mg/LRecirculaciónMonitoreo con sensor de ORP u ozono

Solo rangos típicos. La dosis real depende de la demanda de ozono, la temperatura, el pH y la eliminación objetivo; verifíquela mediante pruebas.

05

¿Cómo se dimensiona un generador de ozono para un caudal de agua?

La producción del generador en gramos por hora es igual al caudal de agua en metros cúbicos por hora multiplicado por la dosis de ozono en miligramos por litro y dividido por la eficiencia de transferencia. Un metro cúbico por hora a 1 mg/L requiere 1 g/h antes de pérdidas. Por tanto, un caudal de 10 m³/h a 2 mg/L necesita 20 g/h con una transferencia del 100%, o unos 22–25 g/h con una transferencia del 80–90%.

La dosis debe basarse en la demanda de ozono del agua, no solo en el residual objetivo. La demanda se mide con una prueba de laboratorio: dosifique una muestra, espere el tiempo de contacto y mida el residual. Un contenido alto de hierro, manganeso, color o nitrito consume ozono antes de que empiece la desinfección. Sume la demanda al residual objetivo antes de seleccionar el generador.

Datos de dimensionamiento del generador de ozono
EntradaValor típicoCómo se usa
Caudal de aguaCaudal máximo en m³/hBase del cálculo
Dosis de ozono1–3 mg/L para agua potableResidual objetivo más demanda
Demanda de ozono0.5–2 mg/L, medido con prueba de laboratorioConsumido por hierro, manganeso, color y materia orgánica
Eficiencia de transferencia80–95% con venturi y torre de contactoDivide la producción requerida del generador
Capacidad del generadorCaudal × dosis ÷ eficiencia de transferenciaSeleccione el siguiente tamaño estándar de generador
Tiempo de contacto5–15 minutos para agua potableDetermina el volumen de la torre de contacto
Destrucción del gas de colaDimensionado para el ozono no disueltoSeguridad y control de olores

Ejemplo resuelto: 10 m³/h × 2 mg/L = 20 g/h con una transferencia del 100%; con una transferencia del 90%, seleccione unos 22 g/h. Confirme con la prueba de demanda real.

06

¿Qué es el valor CT y por qué es importante?

El CT es el producto de la concentración de ozono disuelto por el tiempo de contacto, y suele expresarse en mg·min/L. Un mg/L mantenido durante diez minutos da un CT de 10. Importa porque el agua consume ozono antes de que actúe sobre los microorganismos: el CT que cuenta es el del residual después de la demanda, no el de la dosis en el inyector. La temperatura, el pH y el microorganismo objetivo modifican el CT requerido.

Mida el ozono disuelto en la salida, no solo en la entrada, y calcule el CT con el caudal y el volumen reales del recipiente. Un tiempo de contacto mayor puede compensar un residual más bajo, dentro de los límites del recipiente. Por ejemplo, una torre de 5 m³ a 10 m³/h da un tiempo de contacto nominal de 30 minutos; un residual de 0.4 mg/L después de la demanda da un CT de 12 mg·min/L.

07

¿El ozono deja un residual y cómo se compara con la UV?

El ozono se descompone en oxígeno, con una vida media de unos 20–30 minutos en agua limpia a 20 °C y mucho menor en agua con materia orgánica o metales. No deja residual persistente en la red de distribución, por lo que protege el recipiente de contacto y el tanque, pero no un circuito largo. La UV actúa solo mientras el agua pasa por la lámpara y tampoco deja residual.

El ozono es un oxidante y puede eliminar color, sabor y metales; la UV es un desinfectante fotoquímico y no elimina nada de eso. El ozono puede formar bromato donde hay bromuro; la UV a 254 nm no. Utilice ozono antes de la filtración y el almacenamiento, y UV en el punto de uso.

08

¿Qué medidas de seguridad se requieren para el ozono?

El ozono es tóxico y corrosivo. Ventile la sala del generador, monitorice el ozono ambiental con alarma y conduzca todo el gas de cola por un destructor. El ozono es más pesado que el aire y se acumula a baja altura, por lo que los sensores deben colocarse cerca del suelo y junto al generador. Interbloquee el detector de gas con el generador y un ventilador de extracción.

Utilice acero inoxidable 316L, PTFE, PVDF y elastómeros resistentes al ozono en las partes en contacto con el agua; el caucho común y algunos plásticos se agrietan. Coloque señales de advertencia, forme a los operadores y nunca haga funcionar el generador en una sala cerrada sin ventilación. No se fíe del olor: algunas personas detectan el ozono por debajo del límite ocupacional y otras solo por encima.

09

¿Qué mantenimiento requiere un sistema de ozono?

El mantenimiento se centra en el gas de alimentación y el destructor. Sustituya el desecante del secador y los filtros según el plan, mantenga bajo el punto de rocío, limpie el circuito de refrigeración del generador y calibre el sensor de ozono u ORP. Sustituya el catalizador del destructor o revise el calentador anualmente. Mantenga fusibles, electroválvulas y membranas de sensor de repuesto: la mayoría de las paradas se deben a fallos del gas de alimentación o de los instrumentos, no del generador.

  • Compruebe las fugas con un monitor de ozono en cada servicio.
  • Limpie el inyector y la torre de contacto cuando caiga la eficiencia de transferencia.
  • Registre las horas del generador, el punto de rocío, el ozono disuelto y la salida del destructor.

Especificaciones

Entrega y servicio — rangos típicos

Concepto Rango típico
Plazo de entrega del skid estándar 15–30 días tras la aprobación de los planos
Plazo de entrega de planta en contenedor / llave en mano 30–60 días tras la aprobación de los planos
Garantía 12–18 meses desde el envío
Pruebas en fábrica Prueba de presión hidrostática y marcha de prueba con agua antes del embalaje
Documentación Plano de disposición general, P&ID, registro de pruebas, manual de operación y mantenimiento y lista de repuestos
Embalaje Caja de madera contrachapada apta para transporte marítimo, o contenedor para plantas en contenedor
Soporte de instalación Guía remota de serie; ingeniero en sitio disponible a solicitud
Capacitación de operadores 1–2 días en la puesta en marcha, con operación, CIP y consumibles
Repuestos Lista recomendada para dos años, cotizada por separado con el equipo
Condiciones de pago Normalmente 30% de anticipo y 70% antes del envío; confirmadas en la cotización
Pedido mínimo 1 unidad
Puerto de carga Guangzhou o Shenzhen, China
Alimentación eléctrica 220/380/415/440 V, 50/60 Hz; confirmada al hacer el pedido
Temperatura ambiente 5–40 °C
Protección del gabinete IP54 para skids de interior; IP superior disponible a solicitud
Certificación CE e ISO 9001; informes de prueba por modelo a solicitud

Rangos sectoriales típicos para la planificación. El alcance final, las condiciones comerciales y el plazo de entrega se confirman en la cotización.

FAQ

Preguntas frecuentes

Preguntas que los compradores hacen realmente durante el dimensionamiento y la cotización. Las respuestas coinciden con las especificaciones anteriores.

01 ¿Es seguro el ozono en el agua potable?
Sí, con dosis controladas y un contacto adecuado y destrucción del gas de cola. El ozono se descompone en oxígeno y no deja residual persistente. Donde haya bromuro, compruebe el bromato y confirme el proceso con la autoridad local de agua potable.
02 ¿Ozono o UV? ¿Qué desinfección necesito?
Cumplen funciones distintas. El ozono oxida hierro, manganeso, color y sabor y protege un tanque con un residual de corta duración; la UV inactiva los microorganismos en el punto de uso sin añadir nada. Utilice ozono para la oxidación y UV como barrera final limpia.
03 ¿El ozono elimina el hierro y el manganeso?
Sí. El ozono oxida el hierro y el manganeso solubles en partículas que un filtro multimedia puede retener. La dosis debe cubrir la demanda estequiométrica más la materia orgánica; un rango inicial típico es 1–3 mg/L. Tras el ozono, utilice siempre filtración.
04 ¿Por qué se destruye el gas de cola?
Solo se disuelve una parte del ozono; el resto sale con el gas de cola. Liberado en interiores, corroe los equipos y expone a los operadores. Un destructor térmico o catalítico lo convierte de nuevo en oxígeno antes del vertido, y su salida debe comprobarse en cada servicio.
05 ¿Cuánto dura el ozono en el agua?
Normalmente 20–30 minutos en agua limpia a 20 °C, y mucho menos con una demanda alta de materia orgánica o metales. Por eso el ozono se produce in situ y se dosifica de forma continua. Para proteger el tanque, recircule y monitorice el ORP o el ozono disuelto.
06 ¿Puede un generador alimentado con aire alcanzar una producción alta?
La alimentación con aire conviene a producciones pequeñas y medianas, normalmente hasta unos cientos de gramos por hora. Por encima de eso, el nitrógeno limita la concentración y aumenta el caudal de gas, por lo que la alimentación con oxígeno suele ser más económica. La tabla muestra rangos típicos.
07 ¿Qué tiempo de contacto necesita el ozono?
De cinco a quince minutos es lo típico para agua potable, y más para la oxidación de hierro y manganeso. El tiempo de contacto por sí solo no basta: el residual disuelto después de la demanda determina el CT. Mida ambos y dimensione la torre para el caudal máximo.
08 ¿El ozono modifica el pH o los TDS?
El ozono no es un proceso de desalinización: no elimina los TDS, el cloruro, el nitrato ni la dureza. Puede modificar ligeramente el pH y elevar la turbiedad antes de la filtración. Utilice ósmosis inversa o descalcificación para las sales disueltas.

Siguiente paso

Envíe su análisis de agua y reciba una cotización de fábrica

Cuéntenos el agua de origen, TDS, dureza, hierro y manganeso y la demanda diaria. Los ingenieros de fábrica responden con caudal, tren de proceso y rango de presupuesto en un día hábil.