Hier vindt u meer informatie over de ozonreactor. De term ozonreactor is een verzamelnaam voor alle producten die worden toegepast om ozon in te mengen in water. Een ozonreactor is het belangrijkste onderdeel van een ozoninstallatie, zonder een goede ozonreactor zal de werking van een ozoninstallatie nooit optimaal zijn.
De werking van een ozonreactor
Alle ozonreactoren werken ruwweg op dezelfde manier. Er wordt een gasstroom die ozon bevat in de ozonreactor gebracht. Deze gasstroom wordt intensief gemengd met het water om het ozon de kans te geven om te reageren met vervuiling. Een goede ozonreactor zal het ozon daarom intensief mengen met het water om zo een lange contacttijd te behalen. Er zijn een aantal zaken die de effectiviteit van een ozonreactor verhogen:
- Kleine ozonbellen (+/- 2mm, te klein is ook niet goed!)
- Inmengen onder hoge druk
- Optimale verhouding tussen water en ozon
Hoe groot moeten de ozonbellen zijn?
Overal lees en hoor je dat ozonbellen zo klein mogelijk moeten zijn voor een optimale werking, je hoort getallen van 0,1mm tot 3mm. Ozongas (eigenlijk elk gas) wat in water wordt ingebracht is, wisselt lastig uit van de gasbel naar het water. De snelheid waarmee de gasbel door het water beweegt speelt hier een grote rol. Bellen van 0,1mm bewegen nauwelijks in een waterkolom en wisselen daarom ook nauwelijks gas uit.
In gewone reactoren (afschuimers, hogedruk reactoren) is de optimale grootte voor de bellen rond de 2~2,5mm. Dit is ook afhankelijk van de flow door de reactor. Als de bellen kleiner zijn zullen deze niet omhoog stijgen in de waterkolom waardoor de het ozongas mee gevoerd zal worden in de uitvoer van de reactor. Bij grotere bellen is echter het contactoppervlak te klein.
Kijken we naar venturis en statische mixers dan mogen de bellen voor een optimale werking kleiner zijn, de bellen gaan namelijk toch wel mee in de waterstroom. Bij industriële systemen kan er wel gewerkt worden met zeer fijne bellen omdat de procesparameters (druk, concentratie) veelal anders zijn. Door bijvoorbeeld de werkdruk aan te passen is het ook mogelijk om met fijne bellen een goede uitwisseling te krijgen.
Het gaat te ver om dit hier volledig te beschrijven maar in het kort komt het op het volgende neer; De ozonbellen bestaan nooit uit puur ozon, meestal is het ozon gehalte tussen de 0,1% en 10%, de rest bestaat uit lucht of zuurstof. Als de bellen relatief groot zijn dan zal alleen het ozon aan de rand van de bel uitwisselen met water. Het ozon in het midden van de bel is niet instaat om naar de rand van de bel te bewegen. Er wordt dus maar een klein deel van het ozon opgelost in het water.
Als men met hele fijne bellen werkt dan staan de bellen stil in de waterstroom waardoor de uitwisseling relatief laag is. Dit is op te vangen door het gas geforceerd in het water op te lossen.
Zoals hierboven beschreven is het inbrengen van ozon belangrijk. Ook het verwijderen van de ozon uit het water is zeer belangrijk. Nu zijn er echter 2 verschillende “soorten ozon” in water; opgelost ozon en vrij ozon.
Vrij ozon
Vrij ozon is ozon wat nog in de gasbellen zit die in het water aanwezig zijn, dit zijn de bellen die in het water te zien zijn. Vrij ozon moet altijd verwijderd worden na een ozonreactor. Wordt dit niet gedaan dan zullen deze bellen vrij komen zodra ze de kans krijgen om uit het water te ontsnappen. Bijvoorbeeld in een zwembad of bassin van een dierentuin. Dit zal zich uiten in een de geur van ozon vlakbij de uitstroom van het met ozon behandelde water. Dit noemen we ook wel restozon.
Opgelost ozon
De naam spreekt hier voor zich, net als zuurstof opgelost kan worden in water kan ozon dat ook. In sommige situaties (voornamelijk desinfectie) is het gewenst om opgelost ozon in het water te hebben. De desinfectie van oppervlakken en producten berust immers op het feit dat opgelost ozon zal reageren met verontreinigingen zodra het hiermee in contact komt. Daarom willen we in deze situatie zoveel mogelijk opgelost ozon in het water hebben.
Bij dierenbassins willen we juist geen / nauwelijks opgelost ozon in het water hebben omdat het opgeloste ozon dan met van alles zal reageren in het water zelf. Het kan bijvoorbeeld zijn dat dieren last van irritatie krijgen door opgelost ozon in het water. Bij zwembaden is een zeer kleine hoeveelheid opgelost ozon in het water gewenst, denk hierbij aan maximaal 0,1 mg/l.
We gaan nog even terug naar desinfectie met ozon, we willen nu juist veel opgelost ozon in het water. Dit is alleen mogelijk bij het inmengen van ozon gegenereerd uit zuurstof onder druk. Ook zal de ozonconcentratie in de gasfase hoog moeten zijn, anders is het niet mogelijk om een hoge ozonconcentratie in het water te krijgen.
Het inmengen van ozon onder druk is niet geheel zonder risico. Het met ozon behandelde water zal ergens worden gebruikt als spoelwater of iets dergelijks. Op dat moment zal de druk van het water atmosferisch worden. Afhankelijk van de ozonconcentratie in het water zal het ozon ontgassen uit het water. In ruimtes waar mensen of dieren rondlopen moet men hier zeker rekening mee houden. De ozonconcentratie in de betreffende ruimte kan namelijk gevaarlijk hoog oplopen.
Afschuimers
Er zijn vele soorten ozonreactoren, elk met hun eigen werking en bijbehorende voor en nadelen.
Eiwitafschuimer
Vooral bij dierentuinen en vijvers wordt dit type ozonreactor vaak gebruikt. Afschuimers zijn afkomstig uit de “zoutwater wereld”. Dit is dan ook waar ze het meest effectief zijn. In zoet water heeft het naar mijn idee weinig nut om een afschuimer te gebruiken, toch zie je ze regelmatig op vijvers.
Als ozonreactor voldoen ze redelijk in zoet water, verwacht echter niet dezelfde resultaten als in zoutwater. Bij dierentuinen hebben ze hun nut inmiddels al lang bewezen maar vergis je niet, dit zijn vaak wel heel andere afschuimers dan die op vijvers worden toegepast. Er zijn namelijk 2 verschillende soorten, de gravity afschuimer en de power afschuimer.
Gravity afschuimer
Dit is de welbekende variant die op vijvers wordt toegepast. Het water wordt boven in de afschuimer gepompt. Onder in de afschuimer zitten bruisstenen waar het ozon in het water wordt gebracht. De bellen stijgen door de waterkolom op totdat ze via het schuimcompartiment de afschuimer verlaten.
Voordelen:
- Lage tegendruk voor de waterpomp (eventueel zelfs via een air-lift te voeden)
- Schuimt ook gelijk eiwit af
- Kan gelijk worden ingezet als beluchting van het vijverwater
- Gast restozon af
Nadelen:
- Groot
- Kostbaar
- Relatief laag rendement
- Veel lucht nodig voor een goed afschuimende werking
- Moeten deels boven het waterniveau worden opgesteld
Power afschuimer
Bij dierentuinen is dit de meest gebruikte variant. Het water wordt met behulp van krachtige pompen door venturis geperst. In deze venturis wordt het ozon toegevoegd aan het water. Het water vanuit de venturis komt vervolgens in de afschuimer waarna de bellen opstijgen naar het schuimcompartiment. Door het gebruik van venturis is dit type afschuimer veel effectiever dan de gravity afschuimer, het stroomverbruik is echter ook een stuk hoger.
Voordelen:
- Efficiënt
- Gast restozon af
Nadelen:
- Groot
- Kostbaar
- Hoog stroomverbruik
- Moeten deels boven het waterniveau worden opgesteld
Hogedruk ozon reactor
De hogedruk reactor is een ozonreactor waarbij het ozon via een bruissteen in het water wordt gebracht. De ozonbellen zullen door de waterkolom omhoog stijgen waar ze opnieuw worden ingemengd. Hierdoor heeft een hogedruk reactor een hoog rendement en toch een lage tegendruk (1,5~2m).
Dit is de enige ozonreactor die restozon kan afgassen en toch onder het waterniveau kan worden geplaatst. Wel de voordelen van een power afschuimer en een venturi, maar niet de nadelen. Dit type ozonreactor wordt veelal toegepast op vijvers, zwembaden en bij dierentuinen. In mindere mate worden ze toegepast in de industrie.
Hoewel de hier toegepast ozonreactoren wel min of meer volgens hetzelfde principe werken.
Voordelen:
- Hoog rendement
- Kan onder het waterniveau worden geplaatst
- Weinig lucht nodig voor een goede werking
- Gast restozon af
- In sommige situaties schuimt deze reactor ook af
Nadelen:
- Relatief groot
Statische mixer
Sinds een aantal jaar worden statische mixers gebruikt voor het inmengen van ozon. Deze methode wordt in de industrie al langer toegepast voor het inmengen van gassen en vloeistoffen. De mixer getoond op de foto is één van de weinige statische mixers die wel werkt en de enige mixer die wij toepassen voor industriële toepassingen..
Een goede statische mixer verkleint de ingebrachte luchtbellen. Helaas zijn er veel mixers op de markt die de bellen alleen laten ronddraaien in plaats van ze te verkleinen. Deze mixers hebben een zeer laag rendement. Informeer daarom goed voordat u een mixer aanschaft. Daarnaast zult u bij het gebruik van een statische mixer maatregelen moeten treffen om het restozon te laten ontgassen.
Voordelen:
statische mixer ozon
- Redelijk compact
- Weinig lucht nodig voor een goede werking
Nadelen:
- Zeer hoge tegendruk als men een goed rendement wil behalen
- Er moet een extra voorzienig getroffen worden om restozon af te gassen.
- Een goede mixer is kostbaar
Venturi
In industriële systemen is de venturi nog steeds één van de meest gebruikte producten om ozon in water te mengen, deze methode geeft namelijk het hoogste rendement. Voor een goede werking van een venturi is er echter wel een zeer grote drukval over de venturi nodig. Om dit te bereiken zullen er sterke pompen gebruikt moeten worden, dit is dan ook gelijk het grootste nadeel.
Voordelen:
- Zeer hoog rendement
- Zeer compact
- Weinig lucht nodig voor een goede werking
- Goedkoop
Nadelen:
- Zeer hoge tegendruk als men een goed rendement wil behalen
- Er moet een extra voorzienig getroffen worden om restozon af te gassen.
Welke ozonreactor is toepasbaar in mijn situatie.
Welke ozonreactor het meest geschikt is voor uw toepassing is afhankelijk van de situatie.
Vijver
Voor vijvers zijn er een aantal ozonreactoren die toegepast kunnen worden. De gravity afschuimer, hogedruk ozonreactor en de statische mixer zijn de meest voorkomende. Een hogedruk ozonreactor of gravity afschuimer heeft de voorkeur om in te zetten. Beide opties zijn simpel in gebruik, hebben lage operationele kosten en hebben een voldoende rendement voor deze toepassing.
Particulier zwembad
Voor particuliere zwembaden wordt er meestal gebruik gemaakt van venturis. Dit is prima toepasbaar maar dan moet het systeem wel op de juiste manier worden gebouwd. Er mag nooit opgelost ozon in het zwembad zelf komen, dit is een reëel risico bij het gebruik van een venturi.
Als er gebruik wordt gemaakt van een venturi zorg dan altijd voor een ontgassingvat na de venturi. In sommige gevallen wordt het ozon via een venturi in een zandfilter geïnjecteerd. Dit is ook een goede optie maar zorg er wel voor dat u een ozonbestendig zandfilter gebruikt! Polyester de-lamineert bijvoorbeeld bij ozonconcentraties hoger dan 2% (gewicht procenten).
Publieke zwembaden en pretparken
Voor publieke zwembaden kan men dezelfde methode toepassen zoals beschreven onder het kopje ” particulier zwembad”. Bij grotere zwembaden en waterattracties in pretparken is het meestal goedkoper om een hogedruk reactor te plaatsen omdat hier de ontgas mogelijkheid al in zit.
Dierentuinen
Bij dierentuinen hangt de keuze voor een ozonreactor af van het bassinwater. Voor zoet water gebruikt men bij voorkeur een hogedruk ozonreactor, eventueel in combinatie met een venturi of statische mixer. Is er een zware organische belasting in het water dan kan het interessant zijn om een power afschuimer te plaatsen. Ook in zoetwater is deze in staat om kleine organische vervuiling te verwijderen.
Bij zoutwater worden eigenlijk altijd power afschuimers gebruikt, hier komen ze immers het beste tot hun recht. Hoewel dit natuurlijk als nadeel het stroomverbruik heeft, blijft het de beste keuze.
Industrie
In de industrie worden veelal venturis gebruikt, zeker als er hoge ozonconcentraties nodig zijn. Voor minder veeleisende toepassingen kan de hogedruk ozonreactor een interessant alternatief zijn.
© Tol Watertechniek