TRATTAMENTO DELLE ACQUE PER USO POTABILE
Nel trattamento delle acque ad uso potabile, il principale problema da
risolvere è costituito dalla necessità di eliminare, in modo sicuro e
completo, batteri, virus, spore e sostanze umiche e di ottenere un’acqua
trattata esente da sottoprodotti nocivi. La sempre maggiori richiesta di
acqua per uso potabile, il consistente
peggioramento della qualità delle acque
disponibile per quest’uso ed il D.Lgs. n. 31 del
2001 in applicazione delle direttive CEE,
hanno reso insufficienti le tradizionali
tecnologie di trattamento di
potabilizzazione. Infatti, le sostanze
organiche, sempre più presenti soprattutto nelle acque superficiali,
richiedono, per la loro in attivazione, un’efficace ossidazione tale da
renderle non pericolose e suscettibili di rimozione dal mezzo acqueo che
le contiene.
E’ per questo motivo che l’impiego dell’ozono è diventato sempre più
popolare ed importante nei processi di potabilizzazione.
Il conseguimento di tale risultato è possibile per mezzo delle unità di
potabilizzazione ACQUASAN, nelle quali viene impiegato l’ozono come
agente ossidante.
L’ozono è il più forte ossidante utilizzabile nella pratica; è infatti
caratterizzato da un potenziale di ossidoriduzione di +2,7 V, contro i +
1,3 V, del cloro. L’ozono ossida il ferro da Fe2+ a Fe3+ e il manganese da
Mn2+ a Mn7+ i cianuri ed i fenoli vengono completamente ossidati e
distrutti, mentre i nitriti vengono ossidati a nitrati.
1
PROPRIETATA’ DISINFETTANTE DELL’OZONO
NELLE ACQUE
L'effetto battericida, fungicida e inattivante dei virus da parte dell'Ozono è
noto da lungo tempo (Sonntag, 1890), queste proprietà sono state ampiamente
studiate in seguito fino ad ottenere una dimostrazione ormai inconfutabile (Helse,
1915 e 1918; Payr, 1935; Sykes, 1968; Gould, 1981), lericerche hanno anche
individuato alcuni fattori che già influenzano questo effetto. Già Sonntag ha
riconosciuto l'importanza dell'umidità nell'azione antisettica dell'Ozono. In seguito
numerosi esperimenti hanno confermato che i germi trattati in ambiente secco
praticamente non vengono influenzati; l'azione battericida si ha soltanto agendo in
presenza di acqua o di umidità. Kleinmann (1921) ipotizzò come meccanismo
l'azione dell'Ossigeno nascente, che si forma particolarmente bene nella interazione
dell'Ozono con acqua, anche il grado di purezza dell'acqua si dimostra importante:
la maggior purezza garantisce un miglior effetto antisettico dell'Ozono; questo si
spiega con la perdita di una parte dell'Ozono che reagisce con i componenti
dell'acqua impura anziché con i germi.
La temperatura è un altro fattore che influisce sull'effetto germicida, a basse
temperature l'azione sterilizzante è decisamente migliore. I diversi batteri mostrano
una sensibilità variabile all'Ozono, i Gram-negativi sono meno sensibili dei Grampositivi (Ingram e Haines, 1949), i batteri sporigeni si dimostrano più resistenti dei
non sporigeni. Questa diversa sensibilità è però da intendersi in senso relativo,
perché in realtà l'Ozono è considerato un ottimo disinfettante e sterilizzante
dell'acqua e questo effetto è stato ampiamente utilizzato nella potabilizzazione
delle reti idriche (Bingmann,1954).
Attualmente grandi città come Amsterdam, Mosca, Parigi , Torino, Firenze,
Bologna e Ferrara possiedono impianti che forniscono acqua potabile prelevata da
fiumi e trattata con Ozono.
Il vantaggio dell'Ozono sul Cloro, utilizzato spesso per la potabilizzazione
dell'acqua, è che il primo sterilizza nettamente meglio sia nei confronti dei batteri
che dei virus; inoltre l'Ozono non altera le caratteristiche dell'acqua, in particolare
il sapore (Viebahn, 1977).
Sperimentalmente è stato dimostrato da tempo che la completa
sterilizzazione dell'acqua contenuta in cilindri di vetro e ricca di colture di diversi
tipi di batteri si ottiene in tempi molto brevi, pochi secondi o minuti (Payr, 1935;
Augurg, 1936; Block e coll. 1977), per ottenere questo effetto è sufficiente far
gorgogliare Ozono nei cilindri a concentrazione di solo 2µg/ml, anche miceti,
plankton e altri piccoli essere viventi nell'acqua vengono eliminati dall'Ozono.
Sul meccanismo di distruzione dei batteri e miceti le opinioni sono ancora
discordanti, diverse ipotesi sono state proposte:
- ossidazione letale del protoplasma batterico (Sykes, 1965);
- trasferimento o "cattura" di elettroni della cellula di tale intensità da alterare
irreversibilmente
- meccanismo tampone (Lukens, 1958)
- alterazione della membrana per ozonolisi di acidi grassi insaturi componenti la
membrana stessa (Mac Nair Scott e Lesher, 1973; Chan e coll. 1977)
In base a quest'ultima ipotesi si spiegherebbe la differente sensibilità di
germi Gram-positivi e Gram-negativi verso l'Ozono: la causa sarebbe la differente
composizione lipidica della parete.
L'inattivazione dei virus è stata finora meno studiata di quella dei batteri,
risulta comunque noto che anch'essa avviene rapidamente con l'Ozono, anche se
2
richiede una somministrazione di gas a concentrazioni superiori per i batteri
(Viebahn, 1977), le curve di inattivazione dimostrano una rapida caduta delle
colture fino al 99%; il restante 1% richiede un tempo maggiore per la totale
inattivazione (vedere grafico).
Questo comportamento sembra dovuto all'agglutinazione dei virus con
l'Ozono, il trattamento con ultrasuoni, che elimina l'agglutinazione, sembrerebbe
confermare questo dato.
Sulla sensibilità dei virus all'Ozono sono stati effettuati vari studi, le
ricerche sembrano dimostrate che i virus provvisti di membrana, sono nettamente
più sensibili di quelli che ne sono sprovvisti (Bolton e coll. 1981).
Il meccanismo di azione dell'Ozono sui virus non è sicuramente quello di
una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un'inattivazione, l'azione
dell'Ozono consisterebbe in una ossidazione e conseguente inattivazione dei
recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della
cellula da invadere. Verrebbe così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a
livello della sua prima fase: la invasione cellulare.
Sia nei confronti dei virus, che dei batteri, si dimostra importante il dosaggio
di Ozono necessario per ottenere la sterilizzazione, l'inattivazione avviene con una
reazione di tipo "tutto o nulla", nel senso che al di sotto di un "dosaggio soglia"
non si osserva alcun effetto.
LA DISINFEZIONE AD OZONO DI ACQUE AD USO UMANO
Condizione necessaria per la distribuzione centralizzata dell'acqua potabile è
di operare una disinfezione sicura.
L ' ozono si distingue per alcune importanti vantaggi quali:
• Degrada composti organici complessi non biodegradabili;
• Ha un elevato potere ossidante;
• Svolge un'energica azione disinfettante;
• Non aggiunge odore e sapore all'acqua;
• Non forma alogeno derivati;
• L'ossigeno, suo prodotto ridotto, non è tossico e non richiede alcun trattamento
di eliminazione;
La disinfezione è il trattamento che distrugge o inattiva i microrganismi
patogeni che possono essere raggruppati in ordine di resistenza al trattamento, nei
seguenti gruppi:
• Batteri (E.Coli, Sthaphylococcus, Streptococcus,....)
• cisti di protozoi (Giardia lamblia)
• spore
L'azione disinfettante si esplica attraverso:
• l'ossidazione e quindi la rottura della parete cellulare;
• la diffusione attraverso la parete cellulare e l'interferenza nell'attività della
cellula.
L'efficienza del prodotto disinfettante è funzione del suo potere ossidante e della
sua diffusività attraverso la parete cellulare.
L'ozono, tra i prodotti impiegabili come disinfettanti, è quello che possiede il
maggiore potere ossidante:
3
OZONO O3 + 2H+ + 2e = O2 + H2O E0 = + 2,07 V
BIOSSIDO DI CLORO ClO2+ 4H+ + 5e = Cl- + 2H2O E0 = + 1,50 V
IPOCLORITO HCIO + H++ 2e = Cl- + H2O E0 = + 1,49 V
CLORO Cl2 + 2e = 2Cl- E0 = + 1,36 V
L'ozono svolge un'azione disinfettante superiore a qualsiasi altro prodotto ossidante
unitamente alla proprietà di non rilasciare alcun odore e sapore all'acqua. Oltre
all'azione disinfettante, poi, l'ozono svolge ulteriori funzioni vantaggiose:
• inibisce la crescita algale;
• ossida i composti inorganici presenti nelle acque allo stato ridotto ( per es. ferro
e manganese);
• distrugge o degrada i microinquinanti organici quali acidi umici metaboliti delle
alghe, limitando cosi la ricrescita dei microrganismi;
• innalza il potenziale redox;
• migliora la flocculazione;
• rende biodegradabili i microinquinanti organici
Tra queste azioni, di fondamentale importanza è l'ossidazione dei composti
inorganici, che spesso troviamo nelle acque sotterranee.
Il Ferro e il Manganese, infatti, presenti nelle acque di falda nella loro forma
ridotta, ne compromettono le caratteristiche organolettiche (colore, odore,
sapore) e comportano problemi di corrosione alla rete di distribuzione.
L’ozono ossida entrambi gli elementi, anche se presenti sotto forma di
complessi organici, che precipitano come idrati insolubili.
2Fe2+ +O3 + 2H+ __2Fe3+ + O2+ H2O E0 =+ 1,30V
Mn2+ + O3 + H2O _ MnO2+ 2H+ + O2 E0 = + 0,84 V
Alla fase di ossidazione segue una flocculazione e sedimentazione o una filtrazione
su sabbia.
DISINFEZIONE DELL’ACQUA CON L’IMPIEGO DELL’OZONO
(UNIVERSITA’ DI PADOVA)
Tasso di micro
organismi per
1 ml
Conc.
O3
mg/l
Escherichia Coli
700.000.000
2.600.000.000
0,24
0,30
0
2.000
0
200
0
0
0
0
Salmonella Typhy
1.600.000.000
2.750.000.000
0,46
0,78
0
10
0
0
0
0
0
0
Shigella dissenteryae
180.000.000
2.750.000.000
0,54
0,72
0
2.000
0
700
0
500
0
400
38.500.000
0,72
0
0
0
0
Staphylococcus
pyogenes aures
130.000.000
4.000.000.000
0,24
0,18
10
40
0
30
0
20
0
0
Vibro cholerae
9.000.000
2.750.000.000
0,48
0,84
0
350
0
120
0
95
0
15
Specie microbica
Brucella abortus
4
Tempi di contatto
(minuti)
1
3
5
10
PROPRIETÀ DISINFETTANTI DELL'OZONO NELL'ACQUA
L'ozono, grazie al suo grande potere ossidante, è in grado di danneggiare le pareti cellulari
e di rompere i grossi
componenti macromolecolari che sono alla base dell'integrità
vitale di cellule batteriche, funghi, protozoi e virus. Questa sua potente azione disinfettante
ad ampio spettro d'azione viene utilizzata sia nella disinfezione delle acque, per la
potabilizzazione, che nel trattamento delle acque reflue.
Comparazione degli effetti generali dei disinfettanti nell'uso potabile
++++eccellente +++buona ++moderata +debole – inesistente
5
SKIMMER O VASCA
DI COMPENZO
ESEMPI DI SOLUZIONI IMPIANTISTICHE
PISCINA
PRESA DI FONDO
GENERATORE
OZONO
KIT MISCELAZIONE
ACQUA/OZONO
POMPA
FILTRO
SCHEMA IMPIANTO PRODUZIONE ACQUA
OZONIZZATA PER IL LAVAGGIO DI FRUTTA,
VERDURA, PRODOTTI ITTICI, STABULAZIONE
MOLLUSCHI, ECC.
3
KIT MISCELAZIONE
ACQUA/OZONO
DISTRUTTORE TERMO
CATALITICO DELL’OZONO
RESIDUO
SCHEMA IMPIANTO POTABILIZZAZIONE
LIVELLO
MASSIMO
GENERATORE
DI OZONO
LIVELLO
MINIMO
KIT MISCELAZIONE
ACQUA/OZONO
FILTRO A
CARBONE
ATTIVO
ELETTROVALVOLA
COLONNA DI
CONTATTO
6
AUTOCLAVE
ESPULSIONE
OZONO
RESIDUO
RUBINETTO
A GALLEGGIANTE
GENERATORE
DI OZONO
OZONO
MISCELATORE
STATICO
EIETTORE
DA RETE
IDRICA O DA
AUTOCLAVE
POMPA
COLONNA DI
CONTATTO
AUTOCLAVE
ESPULSIONE
OZONO
RESIDUO
RUBINETTO
A GALLEGGIANTE
SISTEMA AD
EMULSIONE TOTALE IN
CONTROCORRENTE
AUTOCLAVE
DA RETE
IDRICA O DA
AUTOCLAVE
COLONNA DI
CONTATTO
7
GENERATORI DI OZONO
PER IL TRATTAMENTODELL’ACQUA
Aersana
Omniasan
3
3
mod.
g O3 /h
Acquasan
Dimensioni
cm.
alimentazione
V
VA
5
450x600x250
230 100
10
600x750x250
230
200
80120
20
600x750x250
230
250
80130 *
30
750x1000x300
230 600
90240 *
40
750x1000x300
230 850
90250 *
50
750x1000x300
230 900
90260 *
60
750x1000x300
230 950
* GENERATORI DI OZONO + GENERATORE DI OSSIGENO
Dati, disegni e fotografie non sono impegnativi. AERSANA si riserva di apportare in
qualsiasi momento le modifiche che ritiene valide alfine di migliorare il prodotto.
8
DICHIARAZIONE
DI CONFORMITÁ
(CE DECLARATION OF COMPLIANCE)
3
La ditta (The company) AERSANA di Enzo Gigli
Indirizzo Address)
Via Montepertico, 68/70 - 19125 La Spezia
Dichiara sotto la propria responsabilità che il prodotto:
(hereby declares under its own responsability that the product)
GENERATORE DI OZONO
Mod. XXXXX Serie BB001 Anno di costruz. 2006
(Nome, codice, serie, anno di costruzione) (name, code, series, manufactures year)
Al quale questa dichiarazione si riferisce, è conforme alle seguenti norme/altri documenti/
normative/specifiche:
(is in compliance with the following standards/other provisions/specification)
SICUREZZA/Safety
1) CEI EN 60335-2-65 (1997/11)
2) CEI EN 60335-1 (1995)
COMPATIBILITA’ ELETTROMAGNETICA/Electromagnetic compatibility
1) CEI EN 61000-3-3 (1997)
2) EN 55011(1991)/CEI EN 55014-1 (1988)/EN 55022 (1997)
3) CEI EN 61000-3-2 (1955)
4) EN 55014 (1993)
5) CEI EN 55014-1 (1998)
(Titolo e/o numero e data di pubblicazione norma e/o di altri documenti normativi)
(Title and/or number and publication date of standards and/or of other provisions)
e quindi rispondente ai requisiti essenziali delle direttive:
(and in compliance with the main requirements of the guidelines)
A) Compatibilità elettromagnetica (Direttiva EMC CEE 89/336 e succ. modifiche)
B) Sicurezza elettrica (Direttiva bassa tensione LVD 73/23 e succ. modifiche)
C) L’apparecchiatura è conforme alle prescrizioni del D.P.R. 303/56 <> D.Lgs. 626/94<>
regolamento CE 466/2001 <> ottempera alle prescrizioni del 16/03/2001 ITL 77/1
GU delle Comunità Europee.
D) In generale si è fatto riferimento alle norme di buona tecnica.
Le prove di laboratorio sono state eseguite da Eurotest Laboratori - Conselve (PD)
notificato SINAL 0192.
Aersana
La Spezia,
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(place and date)
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.
E ’ c om un qu e esc lu sa l a s os ti t uzi on e de ll 'a ppar e cchi o .
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indiretti, di qualsiasi natura verso persone o cose durante il periodo
di eventuale inefficienza dell'apparecchio.
.
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.
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