OZON FAQ
Wer ist ClearWater Tech, LLC?
ClearWater Tech (USA) ist seit mehr als 10 Jahren Weltmarktführer in der Herstellung von Ozon Geräten der mittleren Anwendungsgrösse.
Im Gegensatz zu anderen Firmen, die einfach nur Bestandteile zusammenbauen, hat CWT eine eigene Entwicklungsabteilung, ein eigenes Ingeneurbüro und eigene Produktionstätten, wo immer wieder Verbesserungen, die aus der Praxis kommen, einfliessen.
Der Erfolg von ClearWater Tech ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die Geräte von ClearWater Tec auch tatsächlich halten was ClearWater Tec verspricht.
ClearWater Tecnologia Ambiental S.L. (Spanien) ist die erste europäische Firma die die ganze Palette der Ozongeräte von ClearWater Tech in Europa verkauft. ClearWater Tecnologia Ambiental S.L., unter deutscher Leitung, besteht in Spanien seit mehr als 1o Jahren und hat sich besonders mit Energie- und Umweltschonenenden Techniken der Wasserreinigung befasst. ClearWater Tecnologia Ambiental S.L. hat z. B. 1995 ein energiesparendes, selbstreinigendes, geschlossenes Fischzuchtsystem, welches an der Cornel University (NY) entwickelt wurde, nach Europas gebracht, bei welchem insbesondere "Airliftpumps" verwendet werden und keine belasteten Abwässer entstehen, sondern als "Abfallprodukt" organischer Dünger erzeugt wird.
OZON
Geschichte und Allgemeines
Bereits Homer schrieb in seinem Epos Odyssee: "Der Sturm donnerte und blitzte, und die Luft war mit Schwefel angefüllt…" und beschrieb damit den typischen Ozongeruch. In der Neuzeit beschrieb der Niederländer Martin van Marum 1785 einen eigenartigen Geruch in der Nähe von Elektrisiermaschinen.
Erstmals wurde Ozon am 13. 3. 1839 vom Basler Chemieprofessor Christian Schönbein als eigenständiger Stoff beschrieben. Er hatte beobachtet, wie sich bei der Elektrolyse von Wasser an der Platin Elektrode neben Sauerstoff ein weiterer, stechend riechender Stoff bildete. 1863 vermutete Soret, dass es sich bei Ozon um eine O-O-O Verbindung handelte, und bereits 1857 baute Werner von Siemens die erste technische Apparatur zur Erzeugung von Ozon.
Ozon kommt natürlicherweise sowohl bodennah als auch in großen Höhen vor. In der Stratosphäre (25 bis 30 Kilometer über der Erdoberfläche) befinden sich etwa 90 Prozent des Ozons. In 30 Kilometern Höhe erreicht es die maximale Konzentration von zehn ppm (parts per million) und absorbiert die schädlichen, kurzwelligen UV-Anteile der Sonnenstrahlen.
Ozon in der Atmosphäre
Ozon bildet sich in der Atmosphäre vor allem auf drei Arten:
· Energiereiche Sonnenstrahlung spaltet Sauerstoff-Moleküle in der Stratosphäre in zwei einzelne Atome, die sich jeweils mit einem weiteren Sauerstoff-Molekül zu Ozon vereinigen.
· In Erdnähe bildet sich Ozon aus einer Reaktion zwischen Stickstoffdioxid NO2 und Sauerstoff O2 unter dem Einfluss von UV-Strahlung.
· Durch ein Gewitter: Dieses lässt bei seiner Entladung durch den elektrischen Strom Ozon (aber auch Salpetersäure und andere Stoffe) entstehen.
Grundsätzlich ist Ozon in der Stratosphäre erwünscht, weil es dort das schädliche UV-Licht der Sonne absorbiert.
Ozon (O3) ist ein farblos bis blaues Gas mit charakteristischem Geruch, das bei einem Molekulargewicht von 48 schwerer ist als Luft.
Sein Name kommt aus dem Griechischen von "ozein", was "nach etwas riechen" bedeutet. Es ist schon bei einer Konzentration von 0,01 ppm für den Menschen wahrnehmbar. Es ist neben Fluor das stärkste bekannte Oxidationsmittel und oxidiert alle Metalle außer Edelmetalle sofort [Roempp 1995]. Aufgrund seiner hohen Reaktivität ist es eines der stärksten Zellgifte und wirkt bakterizid, fungizid und virozid. Ozon zerfällt spontan unter Energiefreisetzung und Bildung freier Radikale [Viehbahn-Hänsler 1996] mit einer Halbwertzeit von drei Tagen bei 20°C und von drei Monaten bei -50°C.
Wo wird Ozon
eingestzt?
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Wirkung des Oxidationsprozesses
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Verbesserung der Flockulations- und Filtrationseigenschaften |
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Oxidation von Eisen und Mangan |
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Entfärbung |
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Geruchsbeseitigung |
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Desinfektion |
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Bessere biologische Abbaubarkeit (Optimierung des BOD/COD-Verhältnisses |
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Cracken von Komplexbildnern (EDTA etc.) |
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Mineralisierung von Kontaminierungen und Nebenprodukten |
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AOX-Reduktion |
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Oxidation von Zyaniden, Pestiziden, Kohlenwasserstoffen, Dioxinen etc. |
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Veredlung von Wässern und Oberflächen |
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Synthese |
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Bleichen |
Die zwei Methoden, Ozonmoleküle technisch zu erzeugen:
Aufgrund seiner Instabilität kann Ozon nicht über längere Zeit gelagert oder wie andere industriell verwendete Gase in Druckflaschen gekauft werden.
1. Durch ultraviolette (UV) Bestrahlung von Luftsauerstoff können kleinere Mengen von Ozon produziert werden, die besonders bei der Desinfektion von Wasser, der Oxidation von organischem Material im Wasser und bei der Beseitigung von „schlechter Luft“ zur Anwendung kommen.
2. Ozon- Generator: Bei der stillen, elektrischen Entladung von Hochspannung auf Sauerstoff, sind deutlich höhere Konzentrationen von Ozon möglich. Damit eröffnet sich eine weite Palette von Anwendungsbereichen. Für die Herstellung von Ozon werden heute hohe technische Qualitätsanforderungen gestellt. Der Gesetzgeber hat für die Herstellung von Ozonanlagen und Produktion von OZON die DIN 19627 vorgegeben. Um ein qualitativ, sauberes OZON, ohne Nebenprodukte, zu erzeugen, ist die Aufbereitung der Luft/ des Sauerstoffs von großer Wichtigkeit. Dies geschieht in der Regel durch die Vorschaltung geeigneter Lufttrockner und Sauerstoffseparatoren, die scharf getrocknete Luft zur Verfügung stellen können.
Wird eine Ozonproduktion, ohne diese Lufttrocknungs-Vorrichtung vorgenommen, so führt dies immer zu Salpeterbildung und damit zur Zerstörung der Ozonanlage.
Da diese Lufttrocknungs Anlagen den Gerätepreis erheblich beeinflussen, gehen einige Hersteller dazu über, Ihre Anlagen ohne Luftaufbereitung anzubieten. Das Ergebnis ist dann ein Ozoncocktail, welcher eine Reihe von unliebsamen Nebenprodukten enthält.
Auch sind, wegen der hohen Reaktivität von Ozon, viele Materialien nicht gegen Ozon beständig! Leitungen und Schläuche aus Teflon sind dagegen gut geeignet.
Vor dem Kauf einer Ozonanlage sollten Sie sich deshalb gut informieren!
Die kurze Halbwertzeit (Zerfallszeit)
bedingt eine besondere Anwendungstechnik:
Nach Verlassen des Ozongases aus dem Ozon-Generator, muss die technische Anlage so ausgelegt sein, dass unmittelbar der Kontakt mit dem zu reinigen Mediumd (z.B Wasser) hergestellt werden kann. Die Kontakttechnik für die Einbringung des Ozons in Wasser, sollte großflächig und so effektiv wie möglich erfolgen. Nur wenn es gelingt in wenigen Minuten die Ozonmoleküle an die zu oxydierenden Substanzen anzulagern, wird die hohe Oxydationsleistung des Ozons wirksam.
Danach bleibt bei restloser Ozonreduktion nur noch reiner Sauerstoff übrig.
Immer ist die Eintragtechnik des Ozons in den Wasserkreislauf von entscheidender bedeutung!
Moderne Anlagen arbeiten z.B. im Vakuumbetrieb und überführen das erzeugte Ozon über eine „Kontaktanlage“ nahezu vollständig in Lösung. Die erreichte Wirkungsweise bei der Wasseraufbereitung wird maßstäblich an der Redoxreaktion gemessen. Das Redoxpotential ist ein elektrischer Leitwert und sollte bei einwandfreiem Schwimmbadwasser zwischen 700 und 900 mV liegen.
Ozon + Bakterien
Bei der Inaktivierung von Bakterien durch Ozon, kommt es zu einer Oxidationsreaktion (durch die freien Radikale) an der Bakterienmembran, an welcher Glykoproteine, Glykolipide und andere Aminosäuren angegriffen werden. Daraus folgt eine Störung der Zellwandpermeabilität mit anschließender Zelllyse.
Es wurde gezeigt, dass die Zellwand von Escheria coli durch ozoniertes Wasser geschädigt wird und auch die metabolische Aktivität der Bakterien zum Stillstand kommt [Bünning und Hempel 1996]. Bei Viren ist der erste Wirkort das Capsid beziehungsweise die Proteine, die Bestandteil der Hülle sind. Ozon verändert das Capsid dahingehend, dass es sich nicht mehr an einer Zelloberfläche anheften kann.
Für jedes Virus und jedes Bakterium gibt es maximale Grenzwerte in Ozonkonzentration und Zeit der Ozonbehandlung, um das Virus sowie das Bakterium irreversibel zu schädigen. Zu beachten ist dabei, dass es Unterschiede zwischen dem Abtöten von einzelnen Bakterien gibt und dem von geklumpten Kolonien [Kowalski et al. 1998]. Untersuchungen über diese Grenzwerte für Bakterien, die in der Zahnmedizin von Bedeutung sind, stehen noch aus. Ozon wird schon seit langem großtechnisch genutzt zur Trinkwasseraufbereitung [von Gunten 2003], zur Abwasseraufbereitung [Xu et al. 2002], zur Desinfektion von Schwimmbadwasser und zur Bleichung in der Industrie. Die Wirkung von ozonisiertem Wasser in der Wasserdesinfektion ist gut untersucht. Industriell hergestelltes Ozon wurde in Deutschland (West) zur Schwimmbaddesinfektion (mit 45 Prozent) und zu zur Trinkwasseraufbereitung (31 Prozent) verwendet [Maier et al. 1993].
Ozon in der Medizin/Zahnmedizien
Ozon kommt vielfach in der Alternativen Medizin zum Einsatz und findet in Europa seit über 40 Jahren Verwendung in der Eigenblutbehandlung von über einer halben Million Patienten.
In der Zahnmedizin wird Ozon zur Wasserdesinfektion in Dentaleinheiten verwendet. Langzeitergebnisse zeigen, dass die Wasserdesinfektion sehr effektiv und der von Wasserstoffperoxid und Silberionen überlegen ist [Filippi 2002]. Filippi zeigte auch, dass ozonisiertes Wasser bei täglicher Applikation in den ersten 48 Stunden die epiteliale Wundheilung fördert [Filippi 2001]. Ozoniertes Wasser wird in der Behandlung von Gingivitis und Parodontitis marginalis empfohlen und auch zur antimikrobiellen Mundspülung [Brauner 1992].
Auch wird Ozon erfolgreich zur Kariesbehandlung eingesetzt.
Ozon in der Wasseraufbereitung
Bei der Wasseraufbereitung dient Ozon unter anderem zur umweltfreundlichen Oxidation von Eisen, Mangan, organischer Substanz und zur Entkeimung. So gehört eine Ozonierung in vielen Trinkwasserwerken zu den zentralen Aufbereitungsstufen (siehe Weblinks).
Auch in der Behandlung von kommunalen und industriellen Abwässern kommt Ozon zum Einsatz (Kläranlage). Ziele einer weitergehenden Ozonbehandlung des konventionell gereinigten Abwassers sind hierbei: (a) Abtötung pathogener Keime (Desinfektion) zur Sicherung des Vorfluters (z.B. in Hinsicht auf die Badegewässerrichtlinie) (b) oxidative Elimination / Transformation von nicht oder nur schlecht abbaubaren organischen Spurenstoffen (insbesondere Medikamentenrückstände).
Ferner kann Ozon sehr gut in Verfahrenskombinationen mit nachfolgenden biologischen Systemen (Biofilter) eingesetzt werden, so beispielsweise bei der Oxidation des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) zum biologischen Sauerstoffbedarf (BSB), der dann im Biofilter weiterverarbeitet wird. Ebenso findet Ozon in Fischkreisläufen in der Aquakultur oder Aquariensystemen Anwendung.
Bei den meisten „chlorfrei“ benannten Produkten oder Verfahren wird Ozon eingesetzt, so zum Beispiel beim Bleichen von Papier. In diesem Zusammenhang ist oft von "aktivem Sauerstoff" die Rede.
Die Vorteile
von Ozon
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keine Transportrisiken, da Produktion vor Ort |
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einfach zu betreiben, sehr zuverlässig und inzwischen Kostengünstig! |
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sehr geringe Wartungskosten |
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keine krebserregenden Nebenprodukte wie Trihalomethane u.s.w. |
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effektive Oxidationsmittel |
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keine Reststoffe, nur Sauerstoff |
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keine gefährlichen Chemikalien |
Ozon – eine kostengünstige- und Umweltschonende Lösung
Die Ozontechnologie war in der Vergangenheit fast ausschließlich auf den Bereich der Trinkwasserdesinfektion beschränkt. Die Entwicklung effizienter, leistungsfähiger, extrem kompakter und damit preiswerter Ozonerzeugersysteme haben das Anwendungsspektrum der Ozontechnologie insbesondere in den letzten 3 – 5 Jahren enorm erweitert. Es reicht heute von der Reinigung hochbelasteter Abwasserströme aus der Industrie bis zur Bleiche von Zellstoff, Kaolinen, etc. Dennoch ist Chlor ist immer noch das am häufigsten benutzte Desinfektionsmittel / Oxidationsmittel.
Schon seit 1974 ist bekannt, dass die Chlorung von Wasser zur Bildung von flüchtigen chlororganischen Verbindungen führt. Diese Nebenprodukte entstehen durch die Reaktion von freiem Chlor mit organischem Material. Die meisten der bekannten Nebenprodukte sind so genannte Trihalomethane (THM) einschließlich Chloroform, das bei Tieren eindeutig Krebs verursacht, und Chloramine, die im Verdacht stehen Allergien auszulösen und für den Chlorgeruch, bzw. Schwimmbadgeruch von gechlortem Wasser verantwortlich sind.
Zahlreiche Studien über Trihalomethane legen einen Zusammenhang zwischen Trink- und Badewasserchlorung und erhöhtem Risiko für Blasen-, Dickdarm-, Mastdarm-, und Lungenkrebs beim Menschen nahe. Deshalb wurde von der Europäischen Gemeinschaft schon 1980 eine Trinkwasser-Richtlinie verabschiedet, in der für leichtflüchtige Organohalogene ein Höchstwert von 1 Mikrogramm pro Liter festgelegt wurde. In der Bundesrepublik Deutschland wird zur Zeit die Hälfte des gesamten Trinkwassers gechlort, obwohl es zahlreiche alternative Desinfektionstechnologien gibt, wie z.B. die Ozonisierung oder Ionisierung Silber/Kupfer (http://clearwater-tec.com).