Ozônio ou UV para desinfecção de água potável

O UV para água potável é normalmente especificado em 30–40 mJ/cm² a 254 nm, no fim da vida útil da lâmpada e com margem para incrustação. A dose é entregue em segundos; o tempo de contato não é uma variável de projeto como no ozônio. As variáveis principais são vazão, transmitância UV, turbidez e potência de saída das lâmpadas.

Para água potável, o ozônio é normalmente dosado a 1–3 mg/L com 5–15 minutos de contato. O enxágue de garrafas usa 2–4 mg/L. A dose deve cobrir a demanda de ozônio da água mais o residual necessário à desinfecção. O CT, produto do residual dissolvido pelo tempo de contato em mg·min/L, é a métrica de projeto. Uma torre de 5 m³ a 10 m³/h proporciona 30 minutos nominais; um residual de 0.4 mg/L após a demanda resulta em CT de 12 mg·min/L.

O ozônio. É um oxidante forte que decompõe orgânicos causadores de cor, destrói muitos compostos de sabor e odor e converte ferro e manganês solúveis em partículas que um filtro multicamadas pode reter. A etapa de oxidação deve ser seguida de filtração; o ozônio sozinho transforma os metais, mas não remove os sólidos resultantes. As doses típicas para remoção de ferro e manganês começam em 1–3 mg/L, definidas pela demanda estequiométrica mais a demanda orgânica.

O UV não tem efeito sobre cor, sabor, ferro ou manganês nas doses usadas para desinfecção. Não substitui uma etapa de oxidação nem compensa um filtro que não remove as partículas oxidadas. Se o problema é estético ou metálico e não microbiológico, o UV é a ferramenta errada, por maior que seja o reator.

O UV não deixa residual. A proteção termina na saída do reator, e qualquer microrganismo introduzido no tanque, no circuito de recirculação ou em um trecho morto pode crescer sem outra inibição. Por isso um sistema UV depende de armazenamento higiênico: tanque selado, respiro hidrofóbico de 0.2 µm, fundo cônico curto o suficiente para evitar estratificação e nenhum trecho morto maior que três diâmetros de tubo.

O ozônio deixa um residual de curta duração, tipicamente 0.2–0.5 mg/L no tanque e meia-vida de 20–30 minutos em água limpa a 20 °C. Isso basta para proteger um tanque e circuito recirculados, mas não uma longa rede de distribuição. Monitore o ozônio dissolvido ou o ORP e não presuma que o residual chegue a um ramal que não circula. Para o último metro, muitas vezes se adiciona UV no ponto de uso.

O UV a 254 nm não produz subprodutos de desinfecção conhecidos nas doses de água potável, pois não adiciona produto químico. Os riscos práticos são elétricos, ópticos e de manutenção: nunca olhe para uma lâmpada energizada, manuseie as camisas de quartzo com cuidado e substitua lâmpadas e camisas conforme o cronograma. O UV não remove nitrato, arsênio ou outros contaminantes dissolvidos, portanto não pode corrigir um problema químico de qualidade da água.

O ozônio pode formar bromato quando há brometo, e o bromato é regulamentado em muitos padrões de água potável. Verifique a concentração de brometo e a dose de ozônio antes do projeto, e confirme o resultado de bromato na água final. O ozônio também é um risco ocupacional: a sala do gerador precisa de ventilação, detecção de ozônio e um destruidor de gases de exaustão no respiro da torre de contato. Nunca descarte gás com ozônio em ambiente ocupado.

Sim, e a combinação é comum em engarrafadoras e instalações prediais de água potável. O ozônio é dosado no circuito de recirculação do tanque para oxidar orgânicos e manter residual; o UV é instalado no ponto de uso para proteger o último metro de tubulação sem adicionar residual à água potável. A ordem importa: primeiro ozônio, depois armazenamento, depois UV, para que o UV receba água com baixa demanda de oxidante.

Um erro comum é colocar o UV antes do tanque de contato de ozônio. O ozônio na água absorve a luz de 254 nm, então a dose de UV cai mesmo com a saída da lâmpada normal. Outro é usar ozônio para desinfecção e instalar um filtro de carvão a jusante sem controlar o leito de carvão; o carvão remove o residual e pode favorecer o crescimento bacteriano se não for mantido.

Comece pelo problema da água, não pelo equipamento. Se o risco é microbiológico e a água é límpida, o UV é mais simples, não deixa residual e não exige torre de contato. Se a água tem cor, sabor, ferro ou manganês, ou se um tanque e um circuito precisam de proteção, o ozônio faz mais. Se ambas as condições forem verdadeiras, use os dois na ordem correta.

O UV é eletricamente simples, mas tem consumíveis: lâmpadas com 8,000–9,000 horas, camisas de quartzo, sensores e cartuchos. O ozônio inclui gerador, alimentação de ar ou oxigênio, torre de contato, destruidor de gases de exaustão e mais instrumentação. O ozônio geralmente exige mais espaço, mais habilidade de manutenção e mais gestão de segurança; o UV geralmente exige água mais limpa e uma rotina disciplinada de substituição de lâmpadas e camisas.

Nenhuma das escolhas é permanente. Uma instalação pode começar com UV para uma água municipal límpida e adicionar ozônio depois, se a fonte mudar ou um tanque for acrescentado. Projete a tubulação com pontos de amostragem futuros e um by-pass, para que a segunda barreira possa ser adicionada sem cortar a linha principal. A análise da água deve ser repetida após qualquer mudança de fonte, porque a escolha da desinfecção segue a água, e não o contrário.