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Applicazione dell'ozono nell'acqua delle torri di raffreddamento

L'acqua delle torri di raffreddamento richiede un esteso trattamento, durante il quale e' necessario controllare molto fattori:

- Corrosione di tubazioni e elementi di scambio termico
- Lo scaling delle tubazioni e (soprattutto) negli scambiatori termici
- La crescita di microrganismi (batteri, alghe)

Questi tre aspetti non possono essere considerati separatamente. Per esempio, un pH basso può prevenire lo scaling, ma aumenta la corrosione del metallo. Attraverso il trattamento con ozono, si possono controllare tutti questi fattori insieme, senza ulteriore aggiunta di prodotti chimici.

Le tecniche convenzionali di trattamento sono trattamento con pesticidi, inibitori di corrosione ed inibitori dello scaling. L'ozono è un'affidabile alternativa che controlla sufficientemente questi fattori.
Questa pagina riporta una breve descrizione dell'ozonizzazione di scaling, corrosione e inquinanti microbici nell'acqua delle torri di raffreddamento.

Scaling

Lo scaling si forma come conseguenza della deposizione di ioni magnesio e calcio sulle unità di un sistema di raffreddamento. Ciò causa la formazione di una crosta, che forma uno strato di isolamento negli scambiatori di calore. Ciò influenza negativamente il trasporto di calore. In conseguenza della perdita di acqua da evaporazione, la concentrazione di sale nell'acqua aumenta. Questo processo è detto ispessimento. Ad un certo punto viene raggiunto il livello di saturazione per questi sali, e questo ne causa la precipitazione. Ciò limita il numero di volte che l'acqua di raffreddamento può essere riciclata.
Il fattore di ispessimento N è una misura dell'aumento di sale e della concentrazione ionica nell'acqua di raffreddamento. Come tale, indica che il numero di volte che l'acqua richiede ricambio, per impedire la precipitazione del sale.

Nel sistema dell'acqua di raffreddamento si può formare anche del biofilm, in conseguenza delle ritenzione di microrganismi, come alghe. Il biofilm assorbe gli ioni che normalmente formano microcristalli, il che aumenta lo scaling. Con il tempo, la materia inorganica ed organica ispessisce questa crosta.

Il trattamento con ozono limita lo scaling. L'ozono è un disinfettante che decompone il biofilm, rendendo gli ioni incapaci di attaccarsi ad esso. Ciò causa una diminuzione nella formazione dei depositi. Anche l'acqua con elevato contenuto di solidi dissolti può ora essere riciclata, provocando una riduzione degli scarichi dell'acqua di raffreddamento.
L'unica condizione in cui questo sistema funziona, e' che piccole concentrazioni di ozono residuale rimangano nell'acqua di raffreddamento, per prevenire un ulteriore sviluppo microbico che aumenta lo scaling.

Corrosione

Tutti i materiali hanno una durata limitata. Essa dipende dalla natura del materiale e dalle condizioni ambientali. Il primo metodo di prevenzione della corrosione è la scelta del materiale più resistente e la costruzione di un sistema di raffreddamento solido. Una volta che il sistema dell'acqua di raffreddamento è in uso, la corrosione può essere evitata tramite la modifica della qualità dell'acqua. In pratica, cio' viene realizzato tramite regolazione del pH ed alterazione della concentrazione di solidi dissolti. Quando queste misure non forniscono il risultato voluto, si possono aggiungere di raffreddamento all'acqua degli inibitori di corrosione. Tuttavia, gli inibitori di corrosione sono abbastanza costosi, a causa del controllo che deve essere effettuato per garantire l'efficacia della misura.

Un altro metodo per impedire la corrosione è applicazione dell'ozono. La corrosione e' principalmente causata dai microrganismi, che favoriscono circostanze favorevoli per la corrosione. L'ozono limita lo sviluppo microbico e inoltre induce la formazione nell'acqua di una certa corrente elettrica. Questa corrente induce la formazione di una pellicola passiva di prevenzione della corrosione sui materiali dai relativi ossidi. Tale pellicola ossidativa di passivazione si può trovare sull'acciaio inossidabile e sull'alluminio. Questa pellicola può formarsi soltanto con una certa portata di acqua e su determinati tipi di materiali.
I vari esperimenti hanno indicato la corrosione diminuisce sempre quando viene applicato l'ozono, solitamente di più del di 50%.

E' necessario poco ozono per formare una pellicola resistente alla corrosione sui metalli. In pratica, circa 0.1 g/m3 di ozono viene dosato all'acqua di ricircolo. Un elevato dosaggio può corrodere alcuni metalli. In pratica, circa 0.1 g/m3 di ozono è dosato nell'acqua di ricircolo. L'ozono che non reagisce con materiale organico, si decompone in ossigeno. Non si formano residui tossici.

Crescita microbica

E' impossibile impedire lo sviluppo microbico in un sistema idrico. Ciò avviene perché usiamo sempre acqua e aria contenente batteri. Inoltre durante i vari processi i batteri possono entrare nell'acqua.
L'ozono è un disinfettante più forte rispetto rispetto a qualunque altro prodotto chimico ed è il disinfettante più efficiente per l'abbattimento dei batteri di Legionella. Di solito non e' possibile ispessire l'acqua durante la preparazione di trattamenti di acqua organica più di tre o cinque volte. Ciò significa che ogni 1000 litri di acqua fornita, almeno 200 litri sono scaricati (20%).

Quando si usa l'ozono per il trattamento dell'acqua, l'acqua può essere ispessita più di 5 volte. Ciò significa che per ogni 1000 litro di acqua, sono scaricati non piu' di 200 litri. Nella pratica, l'acqua può essere ispessita circa 20 volte. Ciò significa che ogni 1000 litri di acqua, non vengono scaricati in fognatura non piu' di 50 litri. In questo caso solo le perdite dello splatter di evaporazione sono riempite di acqua dolce.

Applicazioni e misure

L'applicazione dell'ozono nelle torri di raffreddamento e' una buona opzione per il controllo della qualità dell'acqua in un sistema di raffreddamento. L'ozono consente di risparmiare in:

- Agenti anti-scaling e anti-corrosione
- Dosaggio di acidi
- Consumo di acqua
- Costi di trasporto e immagazzinamento di biocidi chimici
- Capacità della pompa (trasporto di calore piu' efficiente; basso consumo energetico; alto rendimento di scambio termico)

L'applicazione dell'ozono e' efficace solo se si tengono in considerazione certi fattori:

- Qualità dell'acqua: un'acqua in ingresso che ha elevati durezza o contenuto di COD e' meno adatta per il trattamento con ozono.
- Tempo di permanenza dell'ozono nel sistema: il tempo di dimezzamento dell'ozono in una torre di raffreddamento e' solitamente di 10 minuti. Per garantire un contenuto di ozono residuale sufficiente, la concentrazione di ozono primario deve essere sufficiente
- Temperatura della torre di raffreddamento: la solubilità dell'ozono e il suo tempo di dimezzamento diminuiscono a temperature elevate, e ciò limita la temperatura delle torri di raffreddamento per un'applicazione efficace dell'ozonizzazione. Il limite e' solitamente una temperatura di 45 oC.
- Scelta dei materiali: il materiale di cui e' fatta la torre di raffreddamento deve essere resistente all'ozono.

Per ulteriori informazioni vai alla pagina sull'ozono nelle torri di raffreddamento.

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