Ozon Su Arıtma

Ozon, yani aktif oksijen, kimya daki yazılımı ile O3, bilinen en etkili mikrop öldürücü ve koku gidericidir. Soluk mavi renkte, havadan daha ağır, aşırı reaktif ve dengesiz bir gazdır. Tabiatta, ozonun en genel ve canlı üretimi yıldırım deşarjı sırasında oluşur. Yıldırımlı ve fırtınalı bir havada veya yağmurdan sonra algılanan taze hava kokusu ozondur. Oksijenin varlığında hemen hemen tüm yüksek enerji kaynakları ozon üretebilir veya üretirler. En iyi kaynak, elektrik ve radyasyon enerjisidir. Sıkı O2 bağını kırabilen herhangi bir güçlü enerji kaynağı O oluşturur ve ozon üretebilir. Yaratılan ozon çabucak parçalanarak tekrar O2 ye dönüşür.

Doğanın kendini arıtmak ve temizlemek üzere kullandığı, atmosferde tabii olarak oluşan ozon ( 0.5 – 10 ppm arasında ) gezegen üzerindeki canlıları UV radyasyonunu ( 290 – 320 nm ) absorbe ederek korur. Ozon yeryüzünün otomatik savunma mekanizmalarından biri gibi görünse de, aynı zamanda en iyi ve en güçlü tabii temizleyicisidir.

Ozon 1840 yılında Alman Kimyacı C.F:Schonbein ( 1799 – 1868 ) tarafından kıvılcım atlaması sırasında çıkan kokudan yola çıkarak bulunmuş ve Yunanca da Ozein ( kokulu ) anlamından türetilerek ozon adını almıştır. 20 yıl sonra bu yeni madde oksijenin üç atomlu allotropu olarak keşfedilmiştir. 1856 da Thomas Andrews ozonun sadece oksijenden oluştuğunu bulmuştur.

Ozon havaya veya oksijene verilen yüksek voltajla suni olarak üretilmektedir. 3 hacim oksijenden 2 hacim ozon üretilir. Ozonun oluşması endotermik bir reaksiyondur.

( 1 atm. De delta Hf = + 284,5 kj / mol )

Basit bir şema ile ozon oluşumu göstermek gerekirse;

Yarılanma Ömrü = Oda sıcaklığında 20 – 30 dakika

100 yıldan fazla bir zamandır ozon en güçlü DEZENFEKTAN olarak bilinmektedir. Hertürlü zararlı mikroorganizmanın (bakteri, virüs, mantar, v.b.) yok edilmesinde, Sularda istenmeyen inorganik maddelerin oksitlenmesinde (demir, mangan, arsenik, v.b.), boyaların ve kokuların giderilmesinde, havanın temizlenmesinde, kısaca günlük yaşantımızda hijyenin gerektiği her alanda çok etkili bir gaz olarak kullanılır.

İçme, kullanma ve atık suların arıtımı ve dezenfeksiyonunda, Hayvancılıkta, tarımda, soğuk hava depolarında, soğutma kulelerinde, Tekstil sektöründe (kot ağartma, boyalı atık suların arıtılması, v.b.), Çamaşır yıkama fabrikalarında, et işleme tesislerinde, spa ve yüzme havuzlarında.

Ozon termodinamik olarak dengesizdir ve hızla tekrar oksijene dönüşür. Bu yüzden depolanamaz ve nakledilemez. Gereksinim duyulduğu yerde üretilmelidir.

AEPA(American Environmental Protection Agency) ozonla temas edecek insanlar için güvenlik sınırını tespit etmiştir. Bu seviyeler ozon maruziyet standardı olarak dünyanın pek çok yerinde kabul görmüştür.

Maruziyet seviyesi iki kısma ayrılır.

1. Uzun dönem maruziyet seviyesi(LTEL)-insanların ozonla temasının 8 saatlik bir sürede 0,1 ppm den fazla olmaması kabul edilebilmektedir. Bu seviyeye günde 8 saat maruz kalan bir kişide hiçbir ters etki görülmez.

2. Kısa dönem maruziyet seviyesi(STEL): İnsanlar için 0,2 ppm lik bir ozon seviyesine max.15 dakikalık bir temas süresi kabul görmüştür. Yine eğer bir kişi her gün 15 dakika süre ile 0,2 ppm.lik bir ozona maruz kalıyorsa hiçbir ters etki oluşmaz.

Sözkonusu 0,1 ppm seviyesi insanların yaşam ve çalışma alanlarında sürekli üretilebilecek bakiye ozon seviyesidir. Böyle bir ozon seviyesi sürekli ozonlamayı gerektirir.

Buna karşılık Yüzme havuzlarında ve spa larda kullanılacak ozonun insan sağlığına hiçbir zararı yoktur.

OZON 100 YILDAN FAZLA BİR SÜREDİR KULLANILMASINA RAĞMEN OZON SEBEBİ İLE KAYDA GEÇMİŞ HİÇBİR TIBBİ VAKA YOKTUR.

Tarihsel olarak ozon, içme sularında mikropları dezenfekte etmek, patojenleri ve kontaminasyonlarını oksitlemek için kullanılmıştır.

İlk defa 1893 yılında Hollanda da kullanılmıştır.  Ozon, Kaliforniya-Los Angeles de 1987 yılından itibaren içme suyu arıtımında kullanılmaktadır. 1998 yılına kadar U.S.A da 264 adet su arıtım tesisi ozon kullanılmıştır.(USEPA,1999)

Yüzey Suları Arıtım Yasasının yürürlüğe girmesinden sonra ozonun suların dezenfeksiyonunda kullanılması daha da artış göstermiştir..(EPA,1999)

Toprakta yaşayan organizmaları öldürmek için ozon kullanılması oldukça yeni bir yöntemdir.(Pryor,1996)

OFPA, USDA Son Kural

Hasat-sonu kullanım ve işlemler için ozon listeye alınmıştır.(7CFR 205.605(b)(20))

7 US C 6518(c) (1) (B) (i) altında yardımcısı olarak kabul edilmektedir.

KURALLAR: EPA/NIEHS/Diğer Kaynaklar

Federal Clean Air Act. talepleri doğrultusunda

National Ambient Air Quality Standars altında

EPA, ozon seviyeleri için standart getirmektedir.

EPA, ozon üretim cihazını “pestisid cihazı” olarak kabul etmektedir.

Ozon üretimi, "pestisid işçileri güvenlik talepleri(40 CFR 170)ne" bağlı bir konudur.

Ozon,"National Primary Drinking Water Regulations" ında konusudur. Çünkü, patojenlerin öldürülmesi için su arıtımında dezenfektan olarak kullanılmaktadır.(40 CFR 141.65)

FDA, ozonu doğrudan gıda katkısı olarak (GRAS olarak) kabul eder ve ozonun şişe sularında ve gıda işlemlerinde (21 CFR 184,1563) antimikrobiyal bir madde olarak kullanımına izin verir. Şişe sularındaki max.kalıntı ozon miktarı şişelerde 0,4mg/litre dir.

Ozon Avrupada 100 yıldan fazla, Kuzey Amerika'da ise son 50 yıldır hemen her alanda kabul görmüş ve kullanılmaktadır.

100 yıldan buyana bilinen ve kullanılan ozon gazı 80'li yılların sonlarına kadar üretimindeki zorluklar ve yüksek maliyetler sebebi ile hak ettiği düzeyde yaygınlaşamamış, faydaları daha çok  klinik deneylerle kanıtlanmaya çalışılmıştır. Gerçi hemen hemen her sahada kullanım alanı bulmuş ve ciddi başarılar elde etmiş olmasına rağmen geleneksel alışkanlıklar ve mali kaygılar ihtiyaç sahiplerinin şüpheli yaklaşımlarını silmekte epey zorlanmıştır. 90'lı yılların başlarından itibaren ozon üretimindeki teknolojik gelişmeler, bu yöntemin daha az karmaşık, daha ucuz, daha güvenli, daha verimli, daha yaygın olmasını sağlamıştır. Bu gelişmelerle birlikte her geçen gün sistem daha çok kabul görmüştür.

Ülkemizde ozonu en çok tanıyan ve kullanan sektör, içme suyu şişeleme fabrikaları ve yüzme havuzlarıdır. Yazık ki diğer sektörler ozonla aynı oranda tanışık değildir. Halbuki onlarca farklı sektörde ozonlama sayesinde işletmelere karlı çözümler sunmak mümkündür.

Bu anlamda ozonlama sistemleri konusunda bilgili firmaların, sağlıkla ilgili kamu kurumları ile kamu ve özel sektör kuruluşlarında tanıtım çabasına ihtiyaç vardır.

Gerekli ozon miktarının tespitinde iki kademe kullanılır:

• İlk kademe kümülatif gereksinimdir. Mevcut kontamine ( kirli ) maddenin 1 mg’ının oksitlenmesi için gereken ozonun mg cinsinden miktarıdır.  Bu  ozon harcamasını temsil eden reaksiyonun stokiyometrisidir. Yani mg O3/mg madde’ dir.

Birkaç  tipte kontamine madde veya maddeler mevcut ise her birinin toplamı da ilave edilir. Bunlar metaller, mineraller, organikler,  pestisitler v.s dir. Tüm gereksinim doyurulduğunda reaksiyon gerçekleşir. Bu hesaba oksidasyon, koagülasyon, flokülasyon, çökeltme, renk arıtımı vs ilave  edilir.

• İkinci kademe dezenfeksiyon hesabıdır. Dakikalar ile ölçülen belirli bir süre "temas süresi" mg /lt O3 olarak ölçülür.

Bu, konsantrasyon X süre ( C X t veya Ct ) canlı organizmaların ( tek hücreli veya çok hücreli ) inaktivasyonu için gereken çarpımdır. Bu işlem patojenlerin dezenfeksiyon hesabıdır. Algler, amipler, bakteriler, virüsler, mantarlar vs.

Kümülatif gereksinim ozonun çözeltideki konsantrasyonu belirli bir süre sonra dengeye gelinceye kadar doyurulmalıdır. Her iki kademede az miktarda ozonun hedefine varması için yeterli enjeksiyon, karışma ve süre gerektirir.

Temas süresi veya reaksiyon süresi birkaç saniye ile birkaç dakika arasında değişir, bu nedenle ‘’t’’ nin CXt de etkisi açıktır. Ozon, reaksiyona girebilmek için hedefle fiziksel olarak temas ettirilmelidir.

Dezenfeksiyon öncesi filitrasyon sadece ekonomik ve yararlı değil, dezenfeksiyon kademesinden önce türbidite (bulanıklık, yoğunluk) oluşturan maddeleri yok etmek açısından aynı zamanda gereklidir. Şöyle ki hedef organizmalar dezenfektandan sakınacak yer bulamayacaklardır. Organizmalar, türbidite oluşturan maddeler veya diğer partiküller içine girebilir ve onlara yapışarak saklanabilirler.