Die Ozonkonzentration und der Einfluss auf die Einbindung von Ozon in Wasser.
Was bedeutet die Ozonkonzentration?
Die Ozonkonzentration sagt uns, wie viel Ozonpartikel in einem bestimmten Volumen des Einsatzgases enthalten sind. Dieser Wert kann in Gewichtsprozent, Volumenprozent und Gramm pro Normalkubikmeter angegeben werden. Der gebräuchlichste Berechnungswert ist Gramm pro normalem Kubikmeter, in der Praxis variiert dieser Wert von 0,1 gr/Nm³ bis 200 gr/Nm³. In der Anzeige Gr/Nm³ kann man sofort erkennen, was damit gemeint ist, wie viel Gramm Ozon pro normalem Kubikmeter Sauerstoff (oder Luft) erzeugt wird.
Wenn man die Ozonkonzentration und die Strömung des Versorgungsgases kennt, kann der tatsächliche Ozonertrag (Gramm pro Stunde) berechnet werden. Normalerweise werden nur der Ozonertrag (Gramm pro Stunde) und der Durchfluss (Liter pro Minute) des Versorgungsgases genannt, damit können wir die Ozonkonzentration bestimmen.
Warum ist die Ozonkonzentration wichtig?
Wie oben beschrieben, ist es wichtig, die Ozonkonzentration zu kennen, damit wir den Ozonertrag berechnen können. Es gibt jedoch einen viel wichtigeren Aspekt für die Bestimmung der Ozonkonzentration, da sie einen großen Einfluss auf die Löslichkeit von Ozon in Wasser hat. Bei der Behandlung von (Ab-)Wasser spielt der C/T-Wert (concentration/time) eine wichtige Rolle. Vereinfacht ausgedrückt, gibt dies an, wie lange ein bestimmter Stoff einer Ozonkonzentration ausgesetzt werden muss, um diesen Stoff abzubauen. Je höher die Konzentration, desto schneller erfolgt die Zersetzung. Bei einfachen Verfahren kann man bei gleichem Ergebnis auch die Kontaktzeit erhöhen.
Für die meisten Prozesse ist es leider etwas komplizierter, wie zum Beispiel für Desinfektionsanlagen für Flaschen. Um Flaschen richtig zu desinfizieren, benötigen wir eine Ozonkonzentration (im Wasser!) von 1~2 mg/l.
Wir rechnen mit den folgenden Werten:
- Ozonkonzentration des Ozongenerators: 5 gr/Nm³
- Wassertemperatur: 30 Grad Celsius
In Wasser mit einer Temperatur von 30 Grad Celsius beträgt die Löslichkeit von Ozon etwa 0,23. Das bedeutet, dass die Ozonkonzentration im Wasser maximal 23% der Ozonkonzentration in der Gasphase beträgt. In diesem Fall erreichen wir also eine maximale Ozonkonzentration im Wasser von 1,15 mg/l. Eine Verlängerung der Kontaktzeit wird diesen Wert nicht erhöhen und macht daher keinen Sinn!
Bei der Abwasserbehandlung sind Ozondosen von 20~40mg/l keine Seltenheit. Bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius muss der Ozongenerator dann eine minimale Ozonkonzentration von 100~200 Gr/Nm³ erreichen. Aus praktischer Sicht ist es nicht machbar, mit solchen Behandlungen eine sehr lange Kontaktzeit zu erreichen. Schließlich müssten die erforderlichen Ozonreaktoren extrem groß sein.
In einigen Fällen kann eine Überdosierung von Ozon unerwünscht sein, zum Beispiel bei der Oxidation von Mangan. Wenn die Ozonkonzentration im Wasser zu hoch ist, färbt sich das Wasser violett, was wiederum nicht wünschenswert ist. Dies zeigt die Bedeutung der Ozonkonzentration. Ohne diese ist es unmöglich zu berechnen, wie viel Ozon im Wasser dosiert werden muss, um die Verschmutzung zu oxidieren. Einfach viel Ozon zu verabreichen, kann unangenehme Folgen haben, deshalb ist die Kenntnis der Ozonkonzentration ein Muss!
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