Vattendesinfektion med ozon
Det mest effektiva sättet att rena vatten och eliminera patogener och mikroföroreningar
Ozonetech tillhandahåller produkter med premiumteknologi för desinfektion. Det kan vi göra bl.a. för att alla våra produkter utformas och produceras i våra lokaler i Hägersten, några kilometer söder om Stockholm. Ozonsystemen kan på ett enkelt sätt installeras på ett sidoflöde till det befintliga vattenreningssystemet. Därför är vi även bekanta med andra desinfektionstekniker som t.ex. UV och klorering. De följande avsnitten kommer att behandla desinfektion mer generellt för att ge en ökad förståelse för desinfektionsproblematiken samt beskriva vilka tekniker som lämpar sig bäst i olika fall, om än på ett översiktligt plan.
Fördel med ozonbehandling vid vattenrening
Det finns många fördelar med att använda sig av ozon vid desinfektion jämfört med mer traditionella tekniker, såsom klorering och UV. Ozon är mer kraftfullt som desinfektionsmedel mot mikroorganismer och virus. Detta gör bl.a. att det krävs små mängder desinfektionsmedel samtidigt som den erforderliga uppehållstiden för att uppnå fullständig desinfektion minskar.
Ozonets styrka ligger till största delen i dess höga oxidationspotential. Detta leder till biologisk stress för de skadliga mikroberna bl.a. genom en sönderdelning av mikroorganismernas cellmembran samt nedbrytning av livsnödvändiga biomolekyler inom bakterierna. I bilden nedan visas ett exempel på hur ozonet reagerar (oxiderar) ett kolväte på samma sätt som vid en eventuell desinfektionsprocess.
Som med alla desinfektionsmedel bör man ha respekt även för ozonet som desinfektionsmedel. Därför har Ozonetech utvecklat styr- och övervakningssystem för att kontrollera ozondoseringen samt garantera säkerheten i den omgivande arbetsmiljön. En stor fördel med ett ozonsystem är att inte krävs någon kemikaliehantering efter att systemet installerats och driftsatt.
En annan stor fördel med ozon är att det inte kommer att lämna några restprodukter i den behandlade vattenmassan. Eventuella ozonresidualer efter desinfektionsprocessen sönderfaller naturligt inom minuter till några timmar beroende på vattenkvaliteten (temperatur, pH, COD/BOD-mängd). Ozonbehandlingen förebygger också effektivt tillväxt av organsikt material, givet att övriga delar av desinfektionsprocessen t.ex. har minskat partikelmängden i vattnet. Ozonet produceras in-situ och kräver enbart matning med atmosfäriskt syre. Detta gör att man slipper transport och hantering av kemikalier, vilket i sin tur ger en säkrare, miljövänligare, och i slutändan billigare process.
Desinfektionseffektivitet
Som nämnts ovan uppnås effektiv desinfektion med ozon. Desinfektionseffektiviteten mäts vanligtvis med det s.k. CT-värdet (koncentration multiplicerat med tid för ett desinfektionsmedel).
Ozonbehandling av vatten skyddar mot alla typer av skadliga och sjukdomsframkallande mikrober. I tabellen nedan visas CT-värden för ozon för en rad olika mikroorganismer.
| Mikroorganism | Nödvändig dos / CT-värde (mg, min/L) |
|---|---|
| Bacillus | 0.1 |
| Clostridium botulinum spores | 0.4 |
| Cryptosporidium | 7 |
| E. coli | 0.5 |
| Encephalomyocarditis virus | 0.25 |
| Giardia cycts | 0.5 |
| Legionella pneumophila | 0.1 |
| Polio virus type 1 | 0.5 |
| Pseudomonas | 1.5 – 2 |
| Salmonella | 0.1 – 0.4 |
| Staphulococcus | 1.5 – 2 |
| Streptococcus | 0.1 |
Nedan visas en jämförelse mellan olika desinfektionsmetoder mot typorganismer som används av EPA och WHO:
| Typ | Log inaktivering | Ozon | Hypoklorit | Klordioxid | Fritt klor | Perättiksyra (PAA) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E. coli | 2 | <0.02 | 25-30 | <1 | <0.05 | 25-30 |
| Virus | 4 | <0.1 | <0.1 | 25-30 | 6 | Otillräckliga resultat |
| Protozoa | 3 | 1-2 | 10-20 | 15-25 | >100 | Otillräckliga resultat |
Generellt kan sägas att sporer är betydligt motståndskraftigare. De uppvisar CT-värden som är 10 till 15 gånger större än för organismernas aktiva form. Det är även viktigt att nämna att i de flesta fall förekommer en desinfektionströskel vad gäller koncentrationen på desinfektionsmedlet. Innan denna koncentration uppnås fås dålig eller ev. liten desinfektionsverkan. Men då koncentrationen höjs över tröskeln fås i princip total desinfektion för organismen i fråga. Med andra ord krävs i vissa fall en minimikoncentration för att uppnå effektiv desinfektion.
Typiska desinfektionstekniker
Det finns en stor bredd av tekniker och metoder för att desinficera vätskor och ytor. Ozonetech tillhandahåller flertalet alternativ med fokus på miljövänliga alternativ. Här är en översiktlig lista över de vanligaste metoderna för att desinficera vatten:
- Ozonering – Inlösning av en låg ozonkoncentration i vatten, vilket ger snabbt och effektivt resultat.
- Ultraviolett strålning – Bestrålning av vattnet i UV-spektrumet.
- Klorering – Dosering av klor till vattnet vilket kan ge en långvarig residual i vattnet, men det kan också leda till bildning av betydliga mängder skadliga biprodukter.
- Bland andra tekniker kan nämnas t.ex. behandling med, brom, perättiksyra, jod, koppar och silverjoner, kaliumpermanganat, fenoler, tvättmedel, väteperoxid, ultraljud, och värmebehandling.
Alla tekniker har sina egna respektive fördelar och tillämpningsområden. I tabellen nedan visas fördelar och nackdelar för några vanliga tekniker. Nyckel-egenskaper för varje teknik rankas från 1 (svag) till 5 (stark) och summeras längst ned.
| Teknologi | Ozon | UV | Klordioxid | Klorgas | Perättik-syra | Hypoklorit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Miljövänligt | 5 | 5 | 3 | 1 | 2 | 1 |
| Biprodukter | 5 | 5 | 2 | 1 | 2 | 1 |
| Effektivitet (CT-värde) | 5 | 3 | 3 | 2 | 2 | 2 |
| Investering | 2 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Driftkostnad | 5 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 |
| Vätskor | 5 | 4 | 5 | 3 | 3 | 3 |
| Ytor | 5 | 5 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Residual desinfektion | 3 | 1 | 5 | 5 | 4 | 5 |
| Arbetsmiljö | 5 | 4 | 3 | 3 | 2 | 2 |
| SUMMA POÄNG | 40 | 34 | 29 | 24 | 24 | 23 |
Det är svårt att göra en generell jämförelse som gäller för alla applikationer och vattenkvaliteter. Emellertid, som kan utläsas ur tabellen ovan, när jämförelsen görs mellan dessa typiska tekniker under normala förhållanden sticker ozoneringsteknik ut genom att vara miljövänlig, robust, kompatibel, och mycket effektiv som desinfektionsmetod.
I tabellen nedan visas några typiska applikationer för olika tekniker:
| Teknologi | Applikationer and marknadsområden |
|---|---|
| Ozondesinfektion | |
| UV-desinfektion | |
| Klordesinfektion |
Förutsättningar för desinfektion
Exempelvis dricksvattenrening är direkt kopplad till andra reningssteg. Erforderlig desinfektion kan bara uppnås om vattnet är tillräckligt förbehandlat. I många fall ligger desinfektionssteget som ett av de sista stegen i reningsprocessen. I t.ex. dricksvattenrening föregås desinfektionssteget ofta av förfiltrering, sedimentation, flockning, och sandfiltrering. Först efter det sista filtreringssteget är vattnet lämpat för slutlig desinfektion.
Främst lösta och olösliga partiklar skall avskiljas från vattnet eftersom de kan leda till bildning av biprodukter vid desinfektionsprocessen (särskilt vid klorbehandling). Dessutom kan partiklar innehålla substrat (näring) för patogener. Partiklar kan även tjäna som en grogrund och ett skydd för tillväxt av mikrober. Partikelinnehållet skall vara reducerat till under 1 mg/l för att nå bästa desinfektionsresultat.
Övrigt kemiskt innehåll i vattnet påverkar även desinfektionsprocessen. Kemiska ämnen kan reagera med desinfektionsmedlet vilket kan ge oönskade biprodukter. Det kan även leda till att det krävs en större mängd desinfektionsmedel för att uppnå erforderlig desinfektion eller att man får problem med att hålla en tillräcklig residual i vattnet.