Ozonización con burbujas ultrafinas para el tratamiento del agua


Crédito: US Dep. Agricultura lechuga cosecha

acreditado: Photo por US Dep. Agriculture / CC BY

Proceso de lavado de vegetales

GreenGate Fresh proporciona productos de ensalada fresca en todo Estados Unidos. Usan un proceso de lavado de 6 pasos e incluso con las políticas actuales de conservación de agua, todavía usan 300,000 galones de agua por día en una de sus ubicaciones. Para el proceso de lavado de las ensaladas, necesitan agua a una temperatura de alrededor de 40 grados Fahrenheit y, para conseguirlo, deben enfriar el agua, que es un proceso que consume mucha energía. El estudiante de Isaac Hung en la Universidad de Arizona escribió una tesis para su estudio de maestría en ciencias, buscando formas de reducir el uso de agua, energía y cloro de la compañía mediante la introducción de tecnologías, para permitir que parte del agua de lavado sea reciclada. Actualmente, GreenGate Fresh trata el agua utilizada para procesar la lechuga y otros productos frescos con hipoclorito, para desinfectar el producto cosechado. Los beneficios del hipoclorito son que es un estándar de la industria en EE. UU., Es económico y eficaz. Los residuos que permanecen en el producto continúan inactivando y suprimiendo el rebrote de bacterias, lo cual es otro beneficio en comparación con otras tecnologías. El ozono es otro método de desinfección aprobado por el USDA para productos orgánicos certificados. El ozono es un radical libre de oxígeno altamente reactivo y tiene un potencial oxidativo mayor que el cloro. Como resultado, el ozono se usa mucho en muchas aplicaciones de desinfección. Una desventaja del ozono es que es de corta duración y no crea ningún residuo para evitar el rebrote de patógenos.

 

Investigación de burbuja ultrafina Ozone para tratamiento de agua

En algunos estudios, se ha observado que en ciertos casos el agua que contiene burbujas finas y burbujas ultrafinas ha sido efectiva en la eliminación de biopelículas y en la eliminación de bacterias con un tiempo de tratamiento lo suficientemente prolongado. Para GreenGate Fresh los tiempos de tratamiento pueden variar desde varias horas hasta un día en que las burbujas finas por sí solas no serían suficientes para las necesidades de tratamiento de agua. Sin embargo, las propiedades de burbuja fina de no elevarse a la superficie del agua y de difundir lentamente el gas en el agua permiten la sobresaturación del gas en el agua y hacen que sea deseable combinar tecnología de burbuja fina con tratamiento de gas de ozono.

El objetivo de la investigación es averiguar si la tecnología de burbuja ultrafina puede ser beneficiosa para el tratamiento del agua de lavado de los productos capturados de manera efectiva. Los siguientes 3 artículos fueron investigados:

  1. Compare los efectos desinfectantes de inyectar burbujas ultrafinas en el rango nanométrico con los efectos de inyectar burbujas en el agua contaminada.
  2. Determine los efectos de inyectar gas ozono como burbujas ultrafinas en el rango nanométrico en el agua sobre la concentración de ozono disuelto en el tiempo en comparación con la inyección de gas ozono en forma de burbujas finas.
  3. Determine si el ozono gaseoso se inyecta en el agua ya que las burbujas ultrafinas están disponibles en el agua contaminada para tratar el agua.

En general, se acepta que el tiempo requerido para el colapso de una micro burbuja es solo de varios minutos, debido a la burbuja colapsada se producen radicales hidroxilo que ayudan en la desinfección de los patógenos. En el estudio se usaron dos generadores de burbujas finas, uno de ellos fue el generador BUF, como control, se usaron piedras difusoras de aire. El efecto de las microburbujas sobre la disolución del ozono y el tiempo de permanencia. En comparación con los generadores de burbujas ultrafinas y microburbujas, la burbuja de ozono en el agua dio como resultado la mayor concentración de ozono disuelto en el agua. Sin embargo, inyectar ozono en forma de microburbujas y burbujas ultrafinas permitió que la concentración de ozono disuelto aumentara a la concentración máxima en aproximadamente un tercio del tiempo que se tardó en burbujear el ozono en el agua con los difusores de aire para alcanzar la mayor concentración. Además, cuando se inyectó ozono en el agua utilizando burbujas micro y ultrafinas, la concentración de ozono disuelto en el agua disminuye a un ritmo más lento que cuando el ozono se burbujeaba en el agua utilizando piedras de aire.

 

Conclusión del uso de la tecnología de la burbuja de ozono

Los experimentos demostraron con éxito que las burbujas ultrafinas por sí mismas no parecen tener ningún efecto desinfectante en el agua. Sin embarjo existen beneficios que combinan la tecnología de burbuja ultrafina con gas ozono para el tratamiento del agua. Al inyectar ozono, es posible producir niveles más altos de ozono disuelto en el agua a la misma temperatura del agua o los mismos niveles de ozono disuelto a temperaturas de agua más altas que si se inyectara gas ozono en el agua utilizando métodos convencionales. A medida que las burbujas ultrafinas no ascienden a la superficie, se inyecta menos cantidad de ozono en el agua. Finalmente, las burbujas ultrafinas son más estables, lo que permite que el ozono gaseoso se disuelva lentamente en el agua y, debido a la estabilidad, el ozono permanece más tiempo presente en el agua.

acreditado: Photo por US Dep. Agriculture / CC BY

Más información sobre la investigación: University of Arizona Open Repository
El informe completo en pdf: Ultrafine bubble-enhanced ozonation for water treatment



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