Informatie over de invloed van de ozonconcentratie op het inmengen van ozon in water.

Wat houdt de ozonconcentratie in?
De ozonconcentratie verteld ons hoeveel ozon deeltjes er in een bepaald volume voedingsgas zitten. Deze waarde kan worden weergegeven in procenten gewicht, procenten volume en gram per normaal kuub. De meest gebruikelijke rekenwaarde is gram per normaal kuub, in de praktijk varieert dit van 0,1 gr/Nm³ tot 200 gr/Nm³. In de weergave Gr/Nm³ kan men gelijk zien wat hiermee wordt bedoeld, hoeveel gram ozon wordt er opgewekt per normaal kuub zuurstof (of lucht).
Als men de ozonconcentratie en de flow van het toevoergas weet kan de werkelijke ozonopbrengst (gram per uur) worden berekend. Doorgaans worden alleen de ozonopbrengst (gram per uur) en de flow (liter per minuut) van het voedingsgas vermeld, hiermee kunnen we de ozonconcentratie bepalen.
Als voorbeeld nemen we een HiCon 85, deze ozongenerator geeft 85 gr/hr bij 20lpm. 20 Liter per minuut is 1,2m³/hr, uit deze hoeveelheid zuurstof kan deze ozongenerator 85 gram ozon opwekken. Als we 85 gram delen door 1,2 dan komen we uit op een ozonconcentratie van ~ 70,8 gr/Nm³. Dit komt overeen met een ozonconcentratie van 5,2% gewicht en 3,5% volume. Ruim 5% van de gasstroom die uit de ozongenerator komt is ozon, de overige 95% is zuurstof. De hierboven uitgevoerde berekening is niet volledig correct en heeft een afwijking tot 1% afhankelijk van de ozonconcentratie. Het gaat echter te ver om de theorie hierachter uit te leggen omdat dit vrij complex is.

Waarom is de ozonconcentratie van belang?
Zoals hierboven beschreven is de ozonconcentratie van belang om te weten zodat we de ozonopbrengst kunnen uitrekenen. Er is echter een veel belangrijker aspect om de ozonconcentratie te weten, de ozonconcentratie is namelijk van grote invloed op de oplosbaarheid van ozon in water. Bij het behandelen van (afval)water speelt de C/T (Concentratie/Tijd) waarde een belangrijke rol. Simpel gezegd geeft dit aan hoelang een bepaalde stof aan een ozonconcentratie blootgesteld moet worden om deze stof af te breken. Hoe hoger de concentratie, hoe sneller de afbraak verloopt. voor simpele processen kan men ook de contacttijd wat vergroten voor eenzelfde resultaat.
Voor de meeste processen is het helaas wat ingewikkelder, als voorbeeld een desinfectie lijn voor flessen. Om flessen goed te kunnen desinfecteren willen we een ozonconcentratie (in water!) van 1~2 mg/l.
We rekenen met de volgende waarden:
– Ozonconcentratie van de ozongenerator: 5 gr/Nm³
– Water temperatuur: 30 graden celcius

Bij water van 30 graden celcius is de oplosbaarheid van ozon ruwweg 0,23. Dit betekent dat de ozonconcentratie in water maximaal 23% is van de ozonconcentratie in de gasfase. In dit geval halen we dus een maximale ozonconcentratie in water van 1,15 mg/l. Het verlengen van de contacttijd zal deze waarde niet vergroten en heeft dus ook geen zin!

Voor het behandelen van afvalwater zijn ozondoseringen van 20~40mg/l niet ongewoon. Bij een temperatuur van 20 graden celcius moet de ozongenerator dan een minimale ozonconcentratie halen van 100~200 Gr/Nm³. Praktisch gezien is het bij dergelijke zuiveringen niet haalbaar om een zeer lange contacttijd te realiseren. De benodigde ozonreactoren zouden immers ontzettend groot moeten zijn.

In sommige gevallen kan over dosering van ozon ongewenst zijn, bijvoorbeeld bij het oxideren van mangaan. Bij een te hoge ozonconcentratie in het water zal het water paars kleuren, iets wat niet gewenst is. Hieruit blijkt wel het belang van de ozonconcentratie. Zonder dit gegeven is het onmogelijk om uit te rekenen hoeveel ozon er in water gedoseerd moet worden om vervuiling te oxideren. Simpelweg veel ozon toe dienen kan vervelende gevolgen hebben, het weten van de ozonconcentratie is daarom een must!

© Tol Watertechniek