Uso del ozono en nuestros acuarios

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Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 1:
Química y Bioquímica
El ozono se ha utilizado en los acuarios de arrecife durante muchos años. Se afirma que tiene muchos beneficios, que van desde el aumento de la transparencia del agua a la disminución de las algas. Ha nunca, sin embargo, aumentó en popularidad hasta el punto que una mayoría aparente de los acuaristas utilizan. Muchas razones probable impiden su uso generalizado, incluyendo su costo, la complejidad y los problemas de seguridad, tanto para el aficionado y los habitantes del acuario.Hablando sólo por mí, mis razones para no haber usado nunca en mis primeros diez años de mantenimiento de acuarios de arrecife fueron conducidos principalmente por la preocupación por la toxicidad subproductos de ozono ‘en el acuario, y la falta de una necesidad percibida.Volver a principios y mediados de la década de 1990 hubo una buena cantidad de énfasis en el ozono y otros oxidantes como una forma de recaudar del agua ORP (potencial de oxidación-reducción). La ORP, a su vez, fue descrito incorrectamente como una buena manera de medir el agua “limpieza”. Así acuaristas plantearon ORP. Luego de ozono y otros oxidantes (como el permanganato) cayó en desgracia por una variedad de razones, no menos importante de las cuales era la tendencia general hacia menos enfoques tecnológicos a mantenimiento arrecife.

Parece, sin embargo, que el uso de ozono puede estar en aumento. En una reciente (diciembre de 2005) de la encuesta que hice de los acuaristas experimentados, los resultados fueron igualmente dividido entre aquellos que nunca habían probado, y los que estaban en la actualidad usando o que tuvieron en el pasado y lo harían de nuevo en un acuario apropiado . Para la mayoría de la gente que había utilizado, el énfasis está ahora en la claridad del agua, no ORP como algunos sustituto de algo que fue vagamente definidos pero que se suponía que era beneficioso.

Este artículo es el primero de una serie que aborda las cuestiones miríada de todo el uso de ozono en el acuario de arrecife. Los artículos deben ayudar a los acuaristas a entender por qué se utiliza el ozono y los procesos de lo que a nivel molecular se produce cuando se utiliza ozono. Juntos, deben ayudar a los acuaristas determinar por sí mismos si el ozono es algo que se quiere utilizar, y si es así, cómo hacerlo.

Los artículos son:

Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 1: Química y Bioquímica
de Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 2: Equipos y Seguridad
de ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 3: Cambios en un acuario de arrecife sobre el ozono de Iniciación

Después de una breve introducción a cómo se utiliza el ozono y algunos de sus supuestos beneficios, este primer artículo procede a describir qué es el ozono y la forma en que reacciona con el agua de mar.Se refiere también beneficios percibidos del ozono a los cambios bioquímicos que puede causar química real y. En cierto sentido, se establece el marco mecanicista para comprender por qué el ozono hace lo que hace, ayuda a los acuaristas entender sus limitaciones y detalla los cambios en el agua del acuario que el ozono provocará, si son evidentes para la mayoría de los acuaristas o no (y, de hecho, , muchos no lo son).

Los artículos siguientes de esta serie abordarán los tipos de equipos necesarios para utilizar con eficacia y seguridad de ozono, y los beneficios que se obtienen al iniciar el ozono en un sistema de acuario (el mío) que había estado funcionando durante muchos años sin ella.

Las secciones de este primer artículo son:

¿Qué se supone Ozono lograr en un acuario de arrecife?

Me he preguntado muchas acuaristas lo que ellos creían que la dosificación de ozono logrado en sus acuarios. La lista está encabezada por el siempre creciente claridad del agua, pero también incluye otras posibilidades. A continuación, en ningún orden en particular, son el tipo de afirmaciones que se hacen:

  1. Aumento de la claridad del agua (aunque hubiera sido muy claro antes de ozono)
    2. El aumento de la penetración de la luz
    3. Disminución de la amarillez
    4. Disminución algas
    5. Disminución de cianobacterias
    6. Disminución de la producción skimmate
    7. Aumento de la producción skimmate
    8. El aumento de ORP
    9. Reducción de nitrato de
    10. Bacterias patógenas disminuyeron
    11. Toxinas circulantes reducidos
    12. Limpiador de agua (más pura)

Algunas de ellas tienen sentido perfecto, y los mecanismos químicos y bioquímicos que las causan a través del uso del ozono se detallarán en las secciones siguientes de este artículo. Otros pueden no ser afirmaciones correctas (disminución de bacterias patógenas, por ejemplo) y también se discuten estos temas.

Algunos ejemplos de problemas evidentes y las cuestiones subyacentes quizás con el uso del ozono son lo suficientemente sutil que la mayoría de los acuaristas nunca los nota. Corales decolorados, por ejemplo, son evidentes y se han reportado. Tal vez el blanqueo que se ha experimentado está relacionado con un rápido aumento en la penetración de la luz. Pero supongamos que algunos pequeños invertebrados en el acuario eran menos propensos a reproducirse con éxito debido a bromato en el agua residual. O que la incidencia de los cánceres de peces de bromato (un carcinógeno) aumentó de, por ejemplo, del 1% al 2% para algunas especies de peces. ¿Cuántos de los acuaristas de arrecife se daría cuenta esos cambios, o lo atribuyen a la capa de ozono, incluso si fuera cierto?

Por otro lado, muchos acuaristas no pueden cuidar especialmente sobre cuestiones tan sutiles, y quieren el agua para ser más claro, independientemente de los problemas hipotéticos. En cualquier caso, se presentarán los datos como son y acuaristas pueden decidir por sí mismos si el uso de ozono es una práctica que quieren seguir o no. Al final del último artículo de la serie, donde presento los resultados en mi acuario, voy a comentar sobre si creo que es deseable continuar usando o no en mi sistema.

¿Cómo es el ozono Utilizado en el acuario de arrecife?

H ozono ujo se utilizará será el tema principal del segundo artículo de esta serie, pero para entender muchos de los temas presentados en este artículo, es necesario tener un conocimiento rudimentario de cómo se utiliza el ozono.

La vía para el ozono que entra un acuario comienza con una bomba de aire del acuario ordinaria. El aire se desplaza fuera de la bomba y, a menudo en un secador de aire. Se elimina la humedad del aire a medida que es absorbida por muy higroscópicos sólidos. No todos los acuaristas realizar este paso, pero la eliminación de la humedad del aire tiene al menos dos beneficios como el aire pasa a la siguiente etapa del proceso. La siguiente etapa es un pequeño dispositivo que genera ozono. El método utilizado por la mayoría de los generadores de ozono es pasar el aire a través de una descarga eléctrica de alto voltaje que se rompe algo del oxígeno (O 2 ) moléculas, y cuando se recombinan, (O algo de ozono 3 ) se forma (un segundo, menos eficaz método utiliza luz UV para lograr el mismo proceso, ya sea haciendo pasar el aire o el agua en sí más allá de una fuente de luz UV). La humedad en el aire reduce la cantidad de ozono formado en el generador, y también da lugar a la formación de ácido nítrico (HNO 3 ; a partir de agua y gas de nitrógeno en el aire). Este ácido nítrico puede reducir el pH y la alcalinidad, y proporciona nitrato para el acuario (que se discutirá con más detalle el próximo mes).

Después de que el aire que contiene ozono sale del generador de ozono, por lo general se envía en una especie de cámara de mezcla donde el agua del acuario y el gas se mezclan bien y se mantienen en contacto por lo menos durante unos segundos. Los acuaristas utilizan a menudo skimmers o reactores de ozono hechas especialmente para este propósito, y la selección de materiales adecuados es una preocupación ya que el ozono puede degradar algunos tipos de plástico, caucho y el tubo. La cantidad de ozono entregado varía ampliamente. Muchos fabricantes recomiendan en el orden de 0,3 a 0,5 mg / hora por cada galón de agua del acuario, pero muchos acuaristas utilizan menos, o no lo usan todo el tiempo. Ellos creen que el uso de menos ozono alcanza su necesidad de agua clara, reduce la necesidad de equipos más caros y secadores de aire, reduce las preocupaciones sobre la toxicidad debido a los subproductos y reduce su impacto negativo en descremado.

Dentro de la cámara de contactos, el ozono reacciona con muchos productos químicos diferentes en el agua de mar que incluye compuestos orgánicos, amoníaco, hierro y otros metales, bromuro y yoduro.También puede interactuar con los virus, bacterias y otros organismos dibujadas dentro de la cámara.El ozono en sí sobrevive durante sólo unos segundos en agua de mar, pero deja otros oxidantes reactivos (llamados oxidantes de ozono producido, OPO; por ejemplo, ácido hipobromoso, Broh) en su estela. Estos pueden reaccionar más con productos orgánicos y otros materiales y también son potencialmente tóxicos, por lo que deben ser removidos antes de que se suelta el agua al acuario. Gran parte de los beneficios del ozono suceda en esta cámara, donde, por ejemplo, el agua se hace “más claras”, como ciertos pigmentos en las moléculas orgánicas disueltas y partículas son destruidos.

El agua que sale del reactor está óptimamente pasó sobre una cantidad de carbono activado suficiente para eliminar los oxidantes de ozono producidas restantes. El catalíticamente de carbono (y también no catalíticamente) rompe estos oxidantes antes de entrar al acuario. El aire que pasa fuera del reactor también contiene ozono, y también está mejor pasa sobre carbón activado para reducir la preocupación de los acuaristas para la toxicidad del ozono en el aire.

Con el fin de garantizar que no demasiado ozono entra en el acuario, los acuaristas deben vigilar ORP (potencial de reducción de la oxidación) en el agua del acuario. Para aquellos aficionados que utilizan una pequeña cantidad de ozono, el monitoreo puede ser adecuado. Para los acuaristas que utilizan grandes cantidades de ozono, un controlador de ORP es importante. Se puede utilizar para apagar el ozono si el ORP se eleva por encima de un punto de ajuste (ese punto de ser ya sea un punto de parada de emergencia que es rara vez o nunca alcanzado, o un ORP de destino donde el generador está funcionando realmente sólo una parte de la tiempo, y sólo cuando el controlador ORP ORP dice que tiene que ser elevado al punto de ajuste).

Por comparación con otros estudios mencionados en este artículo, los acuaristas suelen utilizar hasta aproximadamente 0,3 ppm de ozono en la “cámara de contacto” y tienen tiempos de contacto del orden de unos pocos segundos antes de que el agua pasa en el acuario. Este valor de 0,3 ppm de ozono se basa en la adición de ozono a una tasa de 100 mg / hora (una velocidad de adición típica sugerida por los fabricantes de generador de ozono para un tanque de aproximadamente 200 galones) a una cámara de contacto (como un skimmer) que tiene un flujo de de 333 L / h; 100 mg / h / 333 L / h = 0,3 mg / L).Mayores caudales, velocidades de adición de ozono más bajos o transferencia incompleta del ozono en el agua darán las concentraciones de ozono más bajos en la cámara de contacto o skimmer.

Todos estos aspectos del uso del ozono en el acuario de arrecife se estudiarán con más detalle el próximo mes.

¿Qué es el ozono?

O zona (O 3 ) es un gas a temperatura ambiente, pero no es lo suficientemente estable para ser almacenado en una botella. Debido a que es inestable, los acuaristas siempre generan en el sitio justo antes de su uso. Los mecanismos para la generación de ozono se detallarán en el próximo artículo de esta serie, pero en fin, el ozono se genera mediante el fraccionamiento de las moléculas de oxígeno (O 2) del aire y dejar que ellos se recombinan en ozono.

A bajas temperaturas (por debajo de -180 ° C), el ozono se puede condensar en un líquido de color azul oscuro. Tiene un olor agradable, dulce que permite acuaristas para detectar cuando se está formando o liberado, aunque también es potencialmente tóxico. Cuando se añade al agua de mar, tiene una vida media muy corta de sólo unos pocos segundos antes de que se rompe.

El ozono consta de tres átomos de oxígeno conectados en una línea de doblado (con un ángulo de OOO ~ 117 °), mientras que el oxígeno diatómico periódica consta de dos átomos de oxígeno conectados (O 2 ).Oxígeno diatómico es mucho más químicamente estable que el ozono. Esto es, en parte, por qué el ozono es un agente oxidante tan fuerte. O 2 comprende aproximadamente el 21% (210 000 ppm) de la atmósfera a nivel del mar, mientras que el ozono comprende sólo una fracción muy pequeña (típicamente de aproximadamente 0,05 ppm).

Alta en la atmósfera (por encima de unos 30 kilómetros), la luz del sol rompe las moléculas de oxígeno en átomos de oxígeno diatómicas monoatómicos (O), y que forma predomina en todas las altitudes por encima de unos 150 kilómetros. En altitudes entre 30 y 90 kilómetros cuando se forma O, a menudo choca con un O 2 molécula y produce ozono (O 3 ). Eso es “capa de ozono”. De la atmósfera Por diversas razones, los picos de concentración de ozono reales en unos 50 km. Se trata de un fuerte absorbente de la luz UV con longitudes de onda entre 200 y 310 nm. Se trata de un absorbedor mucho más fuerte de la luz UV que son otros gases en la atmósfera. En consecuencia, ayuda a proteger la atmósfera inferior y la superficie de la Tierra de la radiación UV.

El ozono también se puede formar en la atmósfera inferior y generalmente se considera una parte de “smog.” En este caso, la mayor parte del ozono se produce cuando los óxidos de nitrógeno (NO y NO 2 ) a partir de la combustión de combustibles fósiles se descomponen para liberar oxígeno monoatómico (O). Como en los niveles superiores de la atmósfera, esta O reacciona con O 2 para formar ozono. Por desgracia, el ozono es mucho menos deseable en elevaciones más bajas, donde las personas y otros organismos que respiran pueden experimentar daños en los pulmones. Cuando yo era un niño que crecía en San Fernando Valley de California, el cielo estaba a menudo flecos en una neblina marrón de smog. Después de un ejercicio vigoroso, mis pulmones a menudo harían daño al respirar profundamente. Ese efecto es uno de los atributos indeseables elevada de ozono a los seres humanos.

El segundo artículo de esta serie se ocupará de efectos sobre la salud del ozono en más detalle, pero vale la pena mostrar alguna información básica sobre las concentraciones de ozono aquí. Para muchos, los potenciales efectos adversos en la salud humana pueden ser suficientes para optar por no utilizar el ozono en la casa por esa sola razón:

Efectos del ozono en la atmósfera inferior :0,003-0,010 ppm
Los niveles más bajos detectados por la persona promedio (por el olor). 0.08 ppm reciente estudio de la EPA (para publicar abril de 2006) los informes de un aumento significativo del riesgo de muerte prematura en los seres humanos. Cada 0,01 ppm aumento se debe en un aumento del 0,3 por ciento en la mortalidad temprana. 0,001-0,125 ppm La concentración de ozono natural en el aire. 0,1 ppmLa concentración típica máxima permitida continua de ozono en las zonas industriales de trabajo y espacios públicos y privados. 0,15-0,51 ppm El típico concentración máxima en las ciudades estadounidenses. 0,2 ppm La exposición prolongada de los seres humanos en condiciones de trabajo típicos no produjo efectos evidentes. 0.3 ppm El nivel de umbral para irritación nasal y de garganta. Algunas especies de planta de vida muestran daños. 0.5 ppm El nivel en el que Los Angeles, California, declara su Alerta Smog No. 1 .;puede causar náuseas y dolores de cabeza. 1 a 2 ppm el nivel en que Los Angeles, California, declara su Smog Alertas No. 2 (1,00 ppm) y N ° 3 (1,50 ppm). Síntomas:. Dolor de cabeza, dolor en el pecho y la sequedad de las vías respiratorias 1.4 a 5.6 ppm causa graves daños a las plantas. 5 a 25 ppm letal para los animales en varias horas.25+ ppm Probable letal para los humanos en una hora.

Ozono y ORP

O ne de las primeras cosas que todos los acuaristas aprenden acerca del ozono es que aumenta el potencial de reducción de oxidación del agua ( ORP ). Pero, ¿qué significa esto realmente? De hecho, ORP del agua de mar natural es un tema muy complejo, y no está bien establecido qué ha cambiado realmente en el agua de mar cuando su ORP sube o baja por una pequeña cantidad. Puede ser que la proporción exacta de las formas más reducidas de hierro y manganeso (los que están siendo Fe ++ y Mn++ ) disminuye a medida que se eleva ORP, y formas más oxidado (los que están siendo Fe +++ , MnO 2 , etc) . aumento 1 ¿Es eso algo que los acuaristas se preocupan? ¿Es beneficioso?

Un artículo anterior ha detallado las cuestiones en torno a la medición de ORP y lo que significa en el agua de mar y el acuario de arrecife de agua:

ORP y el Acuario de Arrecife
http://www.reefkeeping.com/issues/2003-12/rhf/feature/index.php

Aparte de las propiedades químicas exactas de agua que conducen a la ORP, ORP es un indicador de la balanza de reacciones de oxidación y reducción que tienen lugar en el agua de mar. Muchas de estas reacciones dependerá en gran medida mediante la adición de un oxidante fuerte como el ozono y sus derivados químicos (bromato, hipobromito, etc.). En ese sentido, para determinar el nivel de ORP del acuario es útil para los acuaristas utilizan ozono para garantizar que no Sobredosis El ozono.

Con la suficiente adición de ozono, el agua se llenará de altamente oxidantes especies químicas y los habitantes del acuario mismos comenzarán a oxidarse por estas especies en el agua. A niveles suficientemente altos, estos procesos van a matar organismos, y se ha hecho en las sobredosis significativas. Muchos acuaristas optan por utilizar un valor ORP particular, como un objetivo para la cantidad de ozono que añadir. En mi opinión, la forma más importante de usar ORP es detener la adición de ozono si el ORP se eleva demasiado. En parte, esta opinión se basa en la falta de una relación directa entre la “calidad” del agua y la propia ORP cuando se utiliza un oxidante químico. Hay, sin embargo, una clara relación entre ORP excesiva (por ejemplo, por encima de 500 mV) y el daño para los organismos.

Afortunadamente para los acuaristas, muchos de los beneficios del ozono, como el aumento de la transparencia del agua y la disminución de la amarillez, se puede lograr sin la ORP alcanzando valores excesivos. A menudo, el agua puede llegar a ser visiblemente más clara (hasta el punto donde el aficionado simplemente ya no se da cuenta de que el agua en un acuario de tamaño normal) con el ORP apenas por encima de 300 mV. Por otro lado, si no deseable altos niveles de ciertos subproductos de ozono están en el agua en esos niveles aceptables ORP ha típicamente no han estudiado. ¿Qué información existe se detallarán en las secciones siguientes de este artículo. El siguiente artículo de esta serie se expandirá significativamente sobre el uso de ORP con ozono en el acuario de arrecife.

¿Qué pasa con ozono natural en Natural El agua de mar?

O zona no se genera de forma significativa en el océano, pero no se depositan en el océano desde el aire. En las bajas concentraciones de ozono que se depositan esa manera, y en las concentraciones naturales de yoduro generalmente presentes en el agua de mar (mucho mayor que la capa de ozono), el ozono puede reaccionar con el yoduro presente con una media de tiempo de menos de una décima parte de un segundo . 2 En este ejemplo, el yoduro se oxida a hypoiodate (IO ) y ácido hipoyodoso (IOH):

O 3  + I   à   IO + O 2

IO + H 2 O   à   IOH + OH

Debido pKa del ácido hipoyodoso (en agua dulce) es de 10,4, que es en gran parte en el (forma sin carga) protonada en agua de mar. 3 El ácido hipoyodoso es en sí misma un oxidante fuerte y puede pasar a reaccionar con otros materiales orgánicos o inorgánicos. 4 También cuenta han sugerido que niveles muy bajos de yodo molecular (I 2 ) se pueden generar de esta manera en una capa delgada sobre la superficie del océano (0,0002 ppm, o 0,3% del yodo total). 5

Una de las implicaciones de esta reacción es que el uso de ozono sesgará de un acuario de arrecife de yodo especiación , y esto se detalla en la siguiente sección.

¿Qué sucede cuando el ozono se aplica al agua de mar?

Los halógenos

Cuando se aplica la capa de ozono en agua de mar en concentraciones más altas que las que se presente de forma natural, una mayor variedad de reacciones químicas tienen lugar. El principal de ellos es la oxidación de bromuro de hipobromito: 6,7

O 3   + Br   à   BrO   + O 2

BrO   + H 2 O  à   Broh + OH

La primera reacción es muy rápido, y la vida media del ozono sin reaccionar en el agua con una gran cantidad de bromuro de (tal como agua de mar) es del orden de unos pocos segundos. 8 Debido pKa del ácido hipobromoso (en agua dulce) es aproximadamente 9, es principalmente en el protonada (forma sin carga) en agua de mar, pero una cantidad significativa de BrO también está presente. 3 El ácido hipobromoso es en sí mismo un oxidante fuerte y puede oxidarse rápidamente otros materiales orgánicos o inorgánicos. 4

El ácido hipobromoso también puede reaccionar en una variedad de formas (incluyendo desproporción y la oxidación adicional con ozono) para formar bromato:

Broh  à   à   à   BrO 3

El ácido hipobromoso también puede ser catalíticamente desglosa por ozono para volver al bromuro de:

Broh + O 3 a 2 O 2 + Br + H +

Acerca extensa ozonización del agua de mar, un grupo llegó a la conclusión:

“Ozonización del agua de mar se oxida a ion bromuro Br (ácido hipobromoso y ion hipobromito) y luego a bromato. Si el agua de mar se ozonizada para> 60 min, esencialmente todo el bromuro se convierte en el bromato.” 9

Ese nivel de ozonización, sin embargo, es mucho más que tendría lugar en un acuario de arrecife. Las diversas reacciones que conducen a subproductos que contienen bromo de ozonización de agua han sido ampliamente estudiados (especialmente en el contexto de la desinfección de agua potable fresca que contiene bromuro). Sin embargo, es un problema complejo. Una revisión reciente 3 declaró:

“Debido a que la formación de bromato durante la ozonización de aguas que contienen bromuro es un proceso altamente no lineal, el modelado cinético se ha aplicado para mejorar la comprensión mecanicista y para predecir la formación de bromato. El modelo completo se compone de más de 50 ecuaciones cinéticas acoplados que pueden ser resueltos de manera simultánea con un código de ordenador … ”

y luego pasó a decir:

“La capacidad predictiva de dichos modelos para la ozonización del agua no debe ser sobreestimado.”

Bueno, no vamos a tratar de calcular lo que sucede en el acuario de arrecife, pero vamos a concluir que el bromato y hipobromito puede ser significativo.

El bromato es típicamente el más largo vivió después de la ozonización del agua que contiene bromuro.Es, de hecho, una de las mayores preocupaciones con la ozonización como un método de purificación de agua potable, ya que el bromato es un posible carcinógeno . Por esta razón, la EPA Estados Unidos limita a sólo 10 ppb en el agua potable. Así que en la consideración de las propiedades del agua de mar tratada en acuarios, tanto Broh / BrO y BrO 3 debe ser considerado.

Hay al menos un estudio en la literatura de bromato en un acuario de agua de mar. 10 Aquí, el ozono se utiliza para la desinfección, por lo que las dosis utilizadas puede ser mayor que muchos acuaristas emplear. Asimismo, no sé si la eficacia con que tratan el agua de ozono posterior con carbón activado.Sin embargo, los niveles de bromato en la exposición Living Seas fueron rastreados en el Centro Epcot de Walt Disney World. Los investigadores que estudian esta pantalla encontraron que el bromato se había elevado a 0,6 ppm (con nitrato en alrededor de 600 ppm). Después de la adición de un sistema de desnitrificación por lotes, las concentraciones de bromato y nitrato comenzaron a caer, lo que sugiere un sumidero de bromato que bien podría existir en muchos acuarios de arrecife, así (es decir, en sistemas o lugares en los que tiene lugar la desnitrificación).

Las mismas vías reactivos que llevan ácido hipobromoso al bromato tomarán hipoyodoso a yodato.

IOH  à   à   à   IO 3

En el océano, de yodo forma predominante es yodato (IO 3 ) con una fracción más pequeña pero significativa de yoduro (I ). Biodisponibilidad Estas dos formas «a macroalgas y otros organismos varía de una especie a otra, pero yoduro menudo es más biodisponible que yodato. Independientemente, el uso de ozono es probable que sesgar la fracción de yodo total hacia yodato y lejos de yoduro. Eso puede o no ser importante para los acuaristas, porque la importancia de la disponibilidad de yodo de la columna de agua para los organismos mantenidos en el acuario de arrecife es no demostrada, pero puede tener implicaciones fuertes si los kits de prueba se utilizan detectar algunas especies y no otras.

Esta preocupación fue estudiada por un grupo del Departamento de Sanidad Animal. Smithsonian National Zoological Park 11 Alegó que los peces necesitan yoduro en la columna de agua en forma de yoduro de hacer la hormona tiroxina. Independientemente de si eso es cierto o no (es decir, si los peces necesitan el yodo en el agua o si pueden obtenerla de los alimentos), demostraron que la ozonización del agua de mar para un ORP de 400 mV (equivalente, alegan, al nivel alcanzado por skimmer uso impulsado de ozono) redujo la concentración de yoduro en más de la mitad. La ozonización también disminuyó la concentración de organoyodos, y elevó los niveles de yodato. En el acuario en sí, compuestos de yoduro y organoyodos no eran detectables cuando se utiliza ozono. Ellos van a sugerir que los suplementos de yoduro pueden ser beneficiosos en los casos en que se utiliza el ozono. Por lo tanto la conclusión de que ” el yodo es un aditivo innecesario para el acuario de arrecife “, cuando esa conclusión se basa en el éxito en acuarios no usar el ozono, no podrá extenderse a los acuarios que en gran medida emplean ozono.

Mientras bromuro permanece en el agua de mar, la reacción equivalente de ozono con cloruro de

O 3   + Cl    à   ClO   + O 2

es poco probable que sea significativo, ya que es mucho más lenta que la reacción con bromuro. La pequeña cantidad de ClO que pueden formar puede reaccionar con bromuro para formar BrO . 3,6,8

Amoníaco

Otra de las posibles reacciones del ozono y sus derivados con compuestos inorgánicos en el agua de mar es con amoníaco. De hecho, el ozono es bastante eficaz en la conversión de amoníaco en nitrato. La reacción es lo suficientemente rápido que si suficiente amoniaco está presente en el agua de mar, sucederá preferentemente a las reacciones que conducen a bromato. 3,12,13 una especie intermedia en el proceso es la bromoamina (el equivalente de bromo de cloramina ), pero por suerte (porque que es tóxico) que por lo general es oxidado a bromuro y nitrato.

Broh + NH 3  à   NH 2 Br

NH 2 Br + O 3   + 2 OH   à   NO 3   + Br   +  2 H 2 O

Es de suponer que no es perjudicial, y puede ser beneficioso para reducir el amoníaco a nitrato más rápidamente. Todo ello puede conducir a mayores nitrato concentraciones en el acuario, sin embargo, y también puede conducir a una proporción diferente de la exportación de nitrógeno a través de diferentes mecanismos, ya que algunos métodos (tales como el cultivo de algunas especies de macroalgas) prefieren amoniaco sobre nitrato.

Hierro

El hierro puede estar presente en dos formas primarias en agua de mar: ión férrico (Fe +++ ) y ion ferroso (Fe ++ ). Ion férrico es la forma más estable en agua de mar oxigenada, pero las formas ferrosos puede permanecer durante un período sustancial antes de ser oxidado a ion férrico. La forma ferrosa es más fácilmente absorbido por muchos organismos (incluidas las personas), en parte porque es más soluble y en parte debido a los mecanismos de transporte de membrana biológica. Sin embargo, muchos organismos pueden convertir ión férrico en iones ferrosos en sus superficies del mismo modo que lo están tomando hacia arriba, por lo que la importancia de la forma exacta no es del todo clara. Me dosifico ión ferroso al agregar hierro a mi acuario.

El ozono puede convertir fácilmente ión ferroso en ión férrico. 14-16 Que oxidación puede, de hecho, ser parte de lo que se mide realmente en cambios ORP del agua de mar. La conversión puede ser incluso más rápido de ion ferroso complejado que para los iones ferrosos libres en el agua de mar, y la formación del complejo a los orgánicos puede ser capaz de mantener el hierro férrico en solución incluso después de la oxidación. 17

Finalmente, el ozono puede servir para romper el hierro libre de complejos muy fuertes en los que no es fácilmente biodisponible. complejos de hierro EDTA , por ejemplo, pueden requerir la escisión fotolítica para convertirse en biodisponible en acuarios sin ozono, y la oxidación del complejo con ozono puede servir a una propósito similar.

La oxidación de la materia orgánica por ozono: Decoloración

T que la oxidación de compuestos orgánicos es, resulta que la razón principal de que los acuaristas utilizan ozono, ya que es la materia orgánica en el agua de mar que causa problemas en la transparencia y color. Su impacto en materiales orgánicos es también la razón por impactos de ozonización descremado. Aunque la mayoría de los compuestos orgánicos que están expuestos a suficiente ozono durante un período lo suficientemente largo se oxidan de alguna manera, algunos son mucho más sensibles que otros. De hecho, en los niveles de ozono alcanzado en una cámara de contacto acuario de arrecife típico (menos de aproximadamente 0,3 ppm de ozono) o incluso aplicaciones de desinfección donde las dosis son mucho más altos, el carbono disuelto total no cambia apreciablemente durante la exposición al ozono (aunque puede más tarde si las bacterias encuentran los orgánicos recién oxidados más biodisponible, véase más adelante).

En una piscina de mamíferos marinos, 18 por ejemplo, se constató que la desinfección con ozono 4 ppm con un tiempo de contacto 30 minutos (un nivel de desinfección mucho más alto que se suele utilizar en el acuario de arrecife) no redujo el carbono orgánico total de la piscina (TOC) (~ 13 ppm TOC), mientras que el uso de carbón activado granular (GAC) lo redujo en un 37%. Curiosamente, la combinación de ozono y GAC fue aún más eficaz, la eliminación de 60-78% de la TOC, lo que sugiere que la ozonización puede haber alterado algunas de las moléculas de una manera que les hizo unen más fuertemente (o más rápidamente) a GAC. Una explicación alternativa que no se puede descartar implica transformaciones biológicas de los compuestos orgánicos que tienen lugar en la superficie GAC como se hizo colonizado con bacterias).

Un grupo de investigación 19 el estudio de la reacción entre una variedad de compuestos orgánicos y de ozono concluyó:

“… Comparaciones de las constantes de velocidad con estructuras químicas de los grupos que reaccionan muestran que todas las reacciones de O 3 son altamente selectivos … ”

Afortunadamente, muchos de los compuestos orgánicos que son más reactivos con el ozono coincidentemente son aquellos que los acuaristas quieren eliminar de acuarios. Como las edades de agua de mar en el acuario marino, el agua a menudo se convierte en amarillo como una amplia variedad de diferentes pigmentos orgánicos se acumulan. Debido a la reacción del ozono con muchos pigmentos naturales, se utiliza a menudo en purificación de agua potable con el fin de “decoloración”; no eliminación de sustancia orgánica per se, pero la decoloración. 20

Para entender este efecto, primero es instructivo para entender que las moléculas orgánicas conducen a la coloración, porque no todos lo hacen. De hecho, la mayoría de las moléculas orgánicas no están coloreados. Es decir, que no absorben la luz visible. Mirando a través de botellas de compuestos orgánicos purificados, la gran mayoría son polvos blancos. Organismos, sin embargo, tienen una necesidad significativa para absorber la luz, por ejemplo, para la fotosíntesis o para ver.

Con el fin de generar moléculas que absorben la luz visible, los sistemas naturales a menudo recurren a los dobles enlaces carbono-carbono conjugados. Las figuras 1 y 2, por ejemplo, muestran las estructuras de clorofila y b -caroteno. Ambas de estas moléculas son generalizada en los organismos, y ambos contienen dobles enlaces conjugados que conducen a la absorción de luz visible. Estas cifras no muestran los átomos de hidrógeno (hay docenas de ellos), pero todos los otros átomos se muestran, y hay un carbono en cada intersección de dos o más líneas. Así es como los químicos a menudo muestran estructuras, permitiendo que las características importantes a destacar y no se pierden en un revoltijo de letras atómicas. Lo que es importante aquí es cada segmento con una C ═ C (en rojo). Sin entrar en detalles química ridículo para un artículo de arrecife, que tiene un montón de C ═ C uniones dispuestas junto con una sola C ─ C vínculo entre ellos puede conducir a la absorción de la luz visible. Es por eso que los organismos han desarrollado este tipo de estructuras químicas para la absorción de la luz a pesar de su inestabilidad hacia la oxidación (véase más adelante).

Figura 1. La estructura química de la clorofila pigmento natural. Los átomos de hidrógeno no se muestran (para mayor claridad), y cada intersección de líneas comprende un átomo de carbono. Los dobles enlaces carbono-carbono repetidas, C = C , que son responsables de la absorción de la luz son también las porciones de la molécula que son más reactivos con el ozono. Ellos se muestran en rojo.
Figura 2. La estructura química del pigmento natural b -caroteno. Los átomos de hidrógeno no se muestran (para mayor claridad), y cada intersección de líneas comprende un átomo de carbono. Los dobles enlaces carbono-carbono repetidas, C = C , que son responsables de la absorción de la luz son también las porciones de la molécula que son más reactivos con el ozono. Ellos se muestran en rojo.

Es sólo que la inestabilidad, sin embargo, que los acuaristas aprovechan cuando se emplea el ozono. La Figura 3 muestra, por ejemplo, donde el ozono primeros ataques de ácido oleico (un ácido graso de la dieta). 21,22 Es atacado en su doble enlace, romperlo en fragmentos más pequeños que ya no tienen unC ═ C fianza. En consecuencia, mientras que una gran dosis de ozono que dura mucho tiempo se descomponen estos bits aún más, incluso una dosis pequeña se eliminará el C ═ C fianza.

Figura 3. La reacción conocida a tener lugar cuando el ozono reacciona con el ácido oleico (un ácido graso de la dieta) en agua de mar. Los átomos de hidrógeno no se muestran (para mayor claridad), y cada intersección de líneas comprende un átomo de carbono. El doble enlace carbono-carbono ( C = C ) que reacciona con el ozono se muestra en rojo. Los productos que resultan de la reacción con ozono en el agua de mar se muestran en la parte inferior.

Traduciendo que la reactividad a los pigmentos que se muestran en las figuras 1 y 2 hace evidente por qué el ozono es tan bueno en la reducción de la coloración del agua de mar y el aumento de su claridad: se dirige razonablemente selectivamente muchas de las estructuras que la naturaleza utiliza para absorber la luz, y los convierte en química no absorbente estructuras.

Un segundo tipo de compuesto orgánico de color que se acumula en el agua de mar (tanto en el océano y acuarios) es uno de los grupos funcionales en los ácidos húmicos y fúlvicos (los compuestos a menudo identificados como los agentes de color amarillento en los acuarios). 20 Estos “compuestos” son complejos mezclas de muchos compuestos, pero entre ellos es el grupo funcional fenol (Figura 4). El fenol puede ser atacado por el ozono, 23,26 con productos de degradación que se muestran en la Figura 4. Es el grupo Ring-OH que es de color cuando se encuentra en el Anillo-O forma ionizada, y muchos de estos productos de degradación carecen de un grupo funcional. Por lo tanto la oxidación de tales fenolatos en ácidos húmicos con ozono reducirá de color en el agua del acuario.

La Figura 4. Los productos de reacción de fenol (parte superior izquierda) cuando se expone al ozono. Los átomos de hidrógeno no se muestran (para mayor claridad), y cada intersección de líneas comprende un átomo de carbono La molécula de fenol sirve como un sustituto para las más complicadas estructuras en ácidos húmicos y fúlvicos que proporcionan gran parte de la coloración amarillenta natural de agua del acuario.Las partes de absorción de luz de estas moléculas implican generalmente compuestos en los que se OH unido a un anillo completo de seis átomos de carbono. Desglose de estas moléculas en las marcas, sin un anillo completo reducirá o eliminará la absorción de la luz visible.

Los distintos productos químicos descritos en esta sección son, por supuesto, no son los únicos productos de reacción de ozono, ácido hipobromoso e hipobromito con compuestos orgánicos. Otros productos que incluyen compuestos orgánicos bromados y muchas otras estructuras químicas. Estos no han sido completamente aclarada, un hecho que no es sorprendente ya que, incluso en ausencia de la capa de ozono, la naturaleza de todos los compuestos orgánicos en el agua de mar natural o agua del acuario de arrecife sigue siendo mal definidos.

La oxidación de la materia orgánica por ozono: Skimming y Nutrientes

Un resultado tro de romper algunos compuestos orgánicos en, bits más hidrofílicos más pequeños (Figura 3 y 4) es que a menudo aumenta su biodegradabilidad bacteriana. 27-29 Por lo tanto, el ozono puede sólo tendrá que iniciar el proceso de degradación y bacterias en el acuario puede culminar los orgánicos por la absorción y el metabolismo. Moléculas de ácidos húmicos grandes, por ejemplo, se convierten por la ozonización en fragmentos más pequeños que son más fácilmente absorbidos y metabolizados. 29 Este proceso puede, de hecho, por qué algunos acuaristas reportan caídas en los niveles de nutrientes después de iniciar el ozono. No es porque el ozono afecta directamente, ya sea nitrato o fosfato (que no reacciona directamente con cualquiera de los dos), pero los orgánicos recién biodisponibles pueden impulsar el crecimiento de bacterias, al igual que la adición de etanol (por ejemplo, vodka) o fuerzas de azúcar. Las bacterias que crecen necesitan nitrógeno y fosfato, y si satisfacen esas necesidades mediante la adopción de nitrato y fosfato, los niveles de estos nutrientes en el agua pueden soltar. Este efecto, sin embargo, puede ser sólo temporal como el estallido inicial de nuevos compuestos orgánicos biodisponibles vientos hacia abajo, y un nuevo estado estable se alcanza con niveles más bajos de materia orgánica y niveles similares de nutrientes inorgánicos.

Skimming es un proceso complejo que tiene muchas sutilezas. Las secciones anteriores han analizado cómo la ozonización modifica moléculas orgánicas, y que luego pueden extrapolar cómo esos procesos impacto descremado. Hace años era ampliamente afirmó que el uso de ozono aumentó descremado, yme afirmó entonces que yo no veo cómo eso podría pasar directamente. La mayoría de los compuestos orgánicos que puedan encontrarse en cantidades significativas en un acuario de arrecife se convertirá en más polar y probablemente menos skimmable después de que reacciona con el ozono.Figura 3, por ejemplo, muestra cómo el ácido oleico (desnatada fácilmente) consigue convertirse en compuestos más polares que no serán tan fácilmente desnatada ya que no serán tan fuertemente atraídos a una interfaz de aire y agua.

Una pequeña parte de las moléculas orgánicas en el agua del acuario arrecife puede ser más skimmable si, por ejemplo, se vuelven más hidrófobo después de la reacción con el ozono. También pueden ser más skimmable si fueran totalmente hidrofóbico antes de ozono y se transformaron en moléculas con partes polares y no polares (llamados anfífila) que absorben más fácilmente en una interfaz aire-agua y se desnatada cabo.

¿Hay otras maneras que desnatado podría incrementarse además de estos dos procesos? Planteé la hipótesis en un anterior artículo que se debió al crecimiento de bacterias (ya sea en el agua en sí, o unido a las superficies), y posiblemente también el lanzamiento de nuevas moléculas orgánicas a medida que crecían, que causó los efectos algunos aficionados observaron.

Parece como si la corriente de opinión se ha convertido, sin embargo, y la mayoría de los acuaristas ahora afirman que la cantidad de skimmate se reduce significativamente cuando se utiliza ozono.Muchos afirman que la recogida de skimmate casi se ha detenido en su acuario al iniciar ozono. ¿Por qué la diferencia en comparación con el pasado opinión? Eso es difícil de decir, y puede depender de los tipos y calidades de los skimmers disponibles ahora en comparación con el año pasado, así como los cambios en otras prácticas de cría. En cualquier caso, la experiencia primordial de muchos acuaristas hoy es que desnatado se reduce, y la presunta razón es que los orgánicos se están haciendo químicamente menos skimmable por el ozono. Los orgánicos restantes serían entonces ser retirados más por procesos bacterianos que antes de la iniciación de la capa de ozono en el mismo acuario.

Ozono y problema de las algas

M ningún acuaristas informan de una reducción en el problema de las algas cuando se inicia el ozono, aunque no se observa universalmente. Ya sea que ocurra en mi acuario es una de las observaciones que voy a informar en el tercer artículo de esta serie. Sin embargo, más personas informan de lo que yo esperaría que si se tratara de un efecto placebo simple, donde los nuevos usuarios podrían estar buscando una disminución de las algas, por lo que “ven” la misma. ¿Cómo podría ser disminuido algas?La respuesta no es clara en absoluto. No hay explicaciones claras fueron proporcionados a mí cuando le pregunté a los químicos muy experimentados que han utilizado el ozono en acuarios durante muchos años. Sin embargo, esta sección ofrece algunas de las causas posibles.

Como se describió anteriormente, el ozono se rompe moléculas orgánicas grandes en fragmentos más biodisponibles. Tal vez el uso del ozono para conducir ese proceso aumenta la tasa de crecimiento de las bacterias en el acuario, y el crecimiento bacteriano consume nutrientes tal como sucede cuando los acuaristas dosis fuentes de carbono orgánicos para los acuarios para conducir bacterias. Este proceso estaría relacionado con la disminución de desnatado, donde las moléculas orgánicas ya no son tan eficazmente desnatada a cabo. ¿A dónde irían? En las bocas hambrientas de bacterias que luego se multiplican más rápidamente y consumen nitratos y fosfatos con el fin de producir las biomoléculas de la vida (proteínas, ADN, ARN, fosfolípidos, etc.).

Otra, más vaga, la explicación tiene que ver con la propia ORP. Se ha sugerido que el aumento de ORP obstaculiza el crecimiento de microalgas en relación con macroalgas y otros organismos que los acuaristas mantienen. Puede haber un poco de la de pollo vs. el argumento de huevo aquí, donde no está claro si el ORP inferior impulsa las algas (mediante la alteración de la disponibilidad de metales tales como hierro, por ejemplo), o si las algas conduce un ORP menor (mediante la liberación de grandes cantidades de moléculas orgánicas, por ejemplo). En cualquier caso, el aumento de la ORP bien puede alterar la biodisponibilidad de los metales importantes tales como el hierro. De hecho, incluso sin aumentar ORP, el ozono puede romper fuertes complejos orgánicos de metal /, aumentando la biodisponibilidad del metal. En cualquier caso, el ozono puede alterar el delicado equilibrio del flujo de nutrientes lejos de microalgas y hacia otros organismos (macroalgas, bacterias, corales, etc.).

Reducción de Ozono de toxinas orgánicas en el agua

I n Además de decoloración del agua, otro beneficio potencial de la reacción del ozono con el agua del acuario es la destrucción de toxinas orgánicas. Muchas criaturas marinas secretan toxinas que están diseñados para ser perjudiciales para otros organismos. Si se permite que estos se acumulan en los acuarios, podrían convertirse estresante para algunos organismos. Además de utilizar carbón activado y rozando para eliminarlos, el ozono también puede desempeñar un papel útil.

Como se comentó anteriormente, la reacción del ozono con moléculas orgánicas implica tipos bastante específicos de reacciones, y no elimina todos los materiales orgánicos del agua que pasa a través de la cámara de contacto. Sin embargo, muchas toxinas tienen estructuras muy específicas, siendo tóxico específicamente porque se ajustan exactamente en o sobre algunos biomolécula importante en un organismo vivo, lo que interfiere con su actividad normal. Incluso un pequeño cambio químico es probable que reducir la toxicidad de la toxina natural, incluso una muy potente ..

Como una aplicación de este principio, el ozono se ha utilizado para eliminar las toxinas de agua, 30-33incluyendo toxinas naturales marinos. 34 ozono se ha demostrado, por ejemplo, para desintoxicar la toxina botulínica en agua dulce a concentraciones de 0,01 ppm de ozono y un tiempo de contacto de menos de un minuto. 32

¿La reacción del ozono con las toxinas orgánicas acuario de arrecife impacto? Desafortunadamente, no es posible responder a eso. Ni siquiera se sabe si esas toxinas cada vez se vuelven significativas en el agua del acuario de arrecife . Si lo hacen, la respuesta dependerá de las estructuras exactas de la toxina (s) particular implicado. El ozono puede ser beneficioso desde este punto de vista, y es muy poco probable que empeorar estos problemas, pero el uso de carbón activado puede ser un método más eficaz que el ozono para la eliminación de toxinas.

La reducción de las bacterias cuando se utiliza ozono

B acteria y otros organismos suspendidos en el agua pueden ser asesinados por una adecuada exposición al ozono. Ese proceso es ampliamente utilizado para la desinfección de agua potable y de aguas residuales en una variedad de aplicaciones. Las dosis y exposiciones de ozono necesaria para la desinfección, sin embargo, son bastante altos. Ellos son más altos que se utilizan en aplicaciones de acuario de arrecife, donde las dosis típicas de ozono van hasta aproximadamente 0,3 ppm en cámaras de contacto típicos, y duran sólo unos pocos segundos. En consecuencia, los acuaristas deben tener cuidado al traducir la literatura de desinfección a los arrecifes efectos del acuario.

En un estudio reciente de un sistema de recirculación de agua de mar, 35 la dosificación de 0,52 ppm de ozono se ensayó para determinar su capacidad para disminuir la carga bacteriana del sistema. Esa dosis es similar a una unidad de ozono / hr 300 mg aplicado a una velocidad de flujo skimmer pequeña típica de 150 galones por hora (568 l / h). En este experimento, los niveles de bacterias en suspensión (tantode Vibrio fueron analizados y coliformes) en una variedad de ubicaciones (ingesta, pre-ozono, post-ozono, pre-tanque, y post-tanque). En ningún caso hubo una reducción estadísticamente significativa en las bacterias. Incluso la adición de un inyector venturi a la cámara de contacto no ayuda adecuadamente (aunque mostró una tendencia hacia un menor número de bacterias, el resultado no fue estadísticamente significativa). A efectos de comparación, en las concentraciones de ozono más altas y tiempos de contacto (5,3 ppm de ozono durante 240 minutos), Vibrio vulnificus es fácilmente mató, con menos de uno de cada cien millones de dólares de las bacterias iniciales restantes. 36

¿Cuánto ozono, y por cuánto tiempo, es necesario para matar a los organismos en suspensión en el agua de mar? En un estudio de un dinoflagelado algas en suspensión ( Amphidinium sp. aisladas de la Gran Barrera de Coral de Australia), se encontró que se requería 5-11 ppm de ozono durante seis horas de exposición para matar el 99.99% de los organismos. 37 Mientras que matan tasa es impresionante, que la exposición es mucho mayor que se logra nunca en una aplicación de acuario de arrecife. Las dosis más bajas y tiempos de contacto más cortos tuvieron efectos menores. Una dosis de 2 ppm y un tiempo de contacto corto (con el tiempo no se indica en el papel) mostró una reducción en bacterias de tope 98% (que todavía es bastante significativo, pero no se refiere como la desinfección).

Se encontraron resultados similares para las esporas de la bacteria Bacillus subtilis . 38 En este caso, se requieren dosis de 14 ppm de ozono durante 24 horas para matar el 99.99 por ciento de las esporas. En otro estudio 99,9% de coliformes fecales, estreptococos fecales y coliformes totales fueron muertos con 10 ppm de ozono y un tiempo de contacto de 10 minutos. 39 La exposición de Vibrio especies yFusarium solani (bacterias que son patógenas para el camarón) a 3 ppm de ozono para cinco minutos mataron a 99,9% de las bacterias. 40 El agua de una piscina de agua salada se esterilizó la utilización eficaz de ozono 0,5-1,0 ppm en un contacto tower.41

Los datos para la desinfección de los sistemas de agua dulce son mucho más extensa, y así incluir más datos en tiempos y concentraciones inferiores de contacto. En un experimento en un criadero de truchas arco iris, la adición de 1-1,3 ppm de ozono con un tiempo de contacto de 35 segundos reduce bacterias heterotróficas en la propia agua del acuario en aproximadamente un 40-90%. 42

¿El ozono se utiliza en una aplicación típica acuario de arrecife a reducir las bacterias? Tal vez, pero ciertamente no en la medida necesaria para la desinfección. Sin embargo, una reducción del 50% de las bacterias que viven podría tener efectos significativos. El estudio anterior en el criadero de truchas mostró que el uso de ozono en varias veces la tasa acuario de arrecife típico y por alrededor de cinco a diez veces los resultados típicos de tiempo de contacto en una caída tal. Si bien los datos no están disponibles, espero que las bacterias en el agua que salen aplicación de ozono de un acuario de arrecife normales no se reducen hasta en un 50%.

Se parece razonable concluir de estos estudios de literatura que la mayoría de las bacterias que entran en la cámara de reacción de ozono en una aplicación típica acuario de arrecife no serán asesinados por ozono o sus derivados. Si matar a las bacterias en la columna de agua es una meta, a continuación, un (ultravioleta) esterilizador UV puede ser más útil.

La reducción de otros patógenos cuando se utiliza ozono

T aquí ha sido extenso análisis de la cantidad de ozono necesaria para eliminar el patógeno humanoCryptosporidia parvum en agua dulce. La mayoría de estos estudios están buscando para la desinfección significativa, pero algunos puntos de datos muestran los efectos a dosis más bajas y tiempos de contacto, y algunos investigadores han desarrollado modelos que sugieren que la cantidad de matar en cualquier combinación de dosis / tiempo. 43 Por ejemplo, a 22 ° C aproximadamente el 63% de los organismos se espera que se mató al 1 ppm de ozono con un tiempo de contacto de un minuto. Los tiempos de contacto y las concentraciones están inversamente relacionados, por lo que en un tiempo de contacto de los seis segundos, la dosis requerida para matar el 63% es del orden de 10 ppm de ozono. A 0,3 ppm de ozono y un segundo de tiempo de seis contacto, típico para el extremo alto de las aplicaciones de ozono arrecife, menos de 5% de los organismos sería de esperar que ser matado.

Muchos virus son mucho más fáciles de inactivar con ozono que son otros patógenos. 44 adenovirus entérico, por ejemplo, se inactiva en la medida de 99,8% después de la exposición a 0,5 ppm durante 15 segundos. 44 calicivirus felino se inactiva en la medida de 98,6% después de exposición a 0,06 ppm durante 15 segundos. 44 Poliovirus tipo 1 se inactivó a 99% dentro de los 30 segundos de tiempo de contacto de ozono en 0,15 ppm. 45 Hepatitis A virus se inactivó en la medida de 99,999% dentro de un minuto a 1 ppm de ozono. 46 Norwalk virus se inactiva por 99,9% en 10 segundos de contacto de ozono en 0,37 ppm. 47 Adenovirus tipo 2 se inactiva por 99,99% en 0,2 ppm de ozono con un tiempo de contacto de aproximadamente un minuto. 48

Los huevos de helmintos un patógena ( Ascaris suum ) murieron en la medida de 90% por la exposición al ozono 3.5 a 4.7 ppm durante una hora. Una hora adicional de exposición mató al resto. 49

Parece razonable concluir de estos estudios de literatura que muchos virus que entran en la cámara de reacción de ozono en una aplicación típica acuario de arrecife pueden ser asesinados por ozono o sus derivados. Patógenos más grandes, sin embargo, son probablemente mucho más resistente al ozono, y es improbable que ser asesinado. Para tales fines, un esterilizador UV puede ser más útil, pero aún puede no ser completamente eficaz.

Toxicidad de ozono producido oxidantes (OPO)

T wo tipo de estudios de toxicidad de oxidantes de ozono producido (OPO, como el bromato, ácido hipobromoso, etc.) son relevantes para los acuaristas. La primera implica la prueba del agua de mar que se ha expuesto al ozono, y el segundo consiste en la prueba de compuestos específicos disueltos en el agua de mar que se sabe que formar cuando se utiliza ozono. La mayoría de los OPOs son inestables, por lo que tienen pocos o ningún estudio de toxicidad específicos. El bromato (BrO 3 ) es la excepción notable, y su toxicidad se examina en la siguiente sección.

Gran parte del estudio de la OPO proviene de aplicaciones ligeramente diferentes de los acuarios, y tales estudios debe ser visto bajo esa luz. A menudo se relacionan con instalaciones de acuicultura, donde se usa a dosis altas de ozono para esterilizar el agua. Otros estudios se realizan en la desinfección de aguas residuales usando ozono, otra aplicación de alta dosis. Tenga en cuenta que OPOs en aplicaciones de acuario arrecife será en un máximo de alrededor de 0,3 ppm en cámaras de reacción típicas, y serán más bajos (con suerte, mucho más bajo) una vez que el agua pasa sobre carbón activado (suponiendo que lo hace) y finalmente entra en el acuario . La concentración de OPO siempre se da en términos del peso de la capa de ozono que produce esa cantidad de oxidante.

En términos de la toxicidad de la propia agua de mar ozonizada, un grupo llegó a la conclusión de que los peces eran relativamente insensibles a OPOs:

“La ozonización de aguas estuarinas o marinos puede producir gran cantidad de bromato … Estudios de toxicidad mostraron que las concentraciones de bromato que teóricamente podrían formarse en una descarga ozonizada no eran tóxicas para las etapas tempranas de la vida de la lubina rayada ( Morone saxatilis ) y punto de menores ( xanthurus Leiostomus). ” 50

Las larvas son, en general, más sensibles a OPOs que son huevos, 51 adultos o juveniles. 52 Se encontraron huevos de lenguado japonés que se vean afectados por OPOs en la medida en que el 50% no Hatch tras un minuto de exposición a OPO 2,2 ppm. Las larvas envejeció 3-15 días murieron en la medida de 50% en 24 horas a 0,02-0,05 ppm OPO. Las larvas envejeció 44 días murieron en la medida de 50% en 24 horas a 0,15 ppm OPO. En este caso, las larvas se han mostrado a daños en sus tejidos branquiales. 53

Los huevos y larvas de bacaladilla japonés ( Silago japonica ) también han sido probados para la toxicidad por OPOs. En este caso, la mitad de los huevos y larvas murió en aproximadamente 24 horas cuando se expone a 0,18 y 0,23 ppm OPOs, respectivamente. 54

Algunas microalgas también son relativamente insensibles a OPO (tal vez a la decepción de muchos acuaristas). El crecimiento de la microalga Tetraselmis chuii resultó ser afectada a niveles de hasta 0,7 ppm. 55 A 1 ppm, el crecimiento se vio afectado negativamente.

Las pruebas de toxicidad de OPOs sobre camarones muestran que son menos sensibles que los peces.Penaeus chinensis y Paralichthys olivaceus se encontraron a la altura de 48 horas a concentraciones OPO de más de 1 ppm, mientras Bastard fletán (pez) en el mismo estudio vivió sólo tres horas a 1 ppm y 48 horas a 0,13 ppm. 56

En cuanto a otros organismos, el daño a la ostra americana ( Crassostrea virginica ) por OPOs varió con la edad. Incluso para los adultos, la acumulación de materia fecal se redujo a niveles OPO tan bajas como 0,05 ppm. 57

El efecto de OPOs de rotíferos ( Brachionus plicatilis ) también ha sido determinada. 58 No efecto sobre la supervivencia fue visto en menos de 0,22 ppm OPO, pero los efectos se convirtió significativa por encima de ese nivel. Los autores señalan que las bacterias y otros patógenos pueden ser asesinados en ese nivel, por lo que los cultivos de rotíferos se pueden utilizar con esa cantidad de ozono continua para reducir la contaminación bacteriana.

¿Son importantes para los acuaristas estos niveles de toxicidad OPO? Eso es difícil de responder sin conocer los niveles que se alcanzaron en el acuario de arrecife. En una aplicación típica de ozono en el acuario de arrecife que podrían producir OPO 0,1-0,3 ppm en una cámara de reacción, los niveles son bastante significativa en comparación con el potencial de toxicidad para las larvas de peces y otros organismos en tan poco como 0,02-0,05 ppm. Después de pasar el efluente del reactor durante el carbón activado, las concentraciones OPO debería ser mucho menor, pero exactamente lo bajo que está claro y pueden variar considerablemente en diferentes configuraciones.

Toxicidad de bromato

T . toxicidad que la capa de ozono y bromato en niveles “naturales” en el océano ha sido evaluado y que se encuentra normalmente a ser mínimo 59 Pocos estudios han examinado la toxicidad del exceso de bromato . sí para los organismos marinos 60 artículo Una revisión concluyó:

“Las pruebas de toxicidad bromato en animales marinos indican los niveles de bromato producidos por cloración o la ozonización de la planta de potencia de refrigeración aguas no son tóxicos agudos. El LC 50 osciló entre 30 ppm de bromato de ostra del Pacífico,Crassostrea gigas , larva a varios cientos de ppm para los peces, camarones y almejas. ” 9

Un estudio individual mostró que las ostras del Pacífico ( Crassostrea gigas ) tenían el desarrollo larvario anormal en los niveles de bromato de 30 a 300 ppm. 61,62 Los huevos fertilizados de la ostraCrassostrea virginica fueron asesinados a 1 ppm. 63 El almejas staminea Protothaca (littleneck) yMacoma inquinata (doblada nariz) murieron a manos de 880 ppm. 64 El dinoflagelado marinoGlenodinium halli mostró cambios en el crecimiento de la población a los 16 ppm. 65 El microalgas marinas Isochrysis galbana mostró cambios en el crecimiento de la población a las 8 ppm. 65 Ladiatomea marina ( Skeletonema costatum ) mostraron cambios en el crecimiento de la población en 0,125 a 16 ppm. 65 La diatomea marina Thalassiosira pseudonana mostró cambios en el crecimiento de la población a los 16 ppm. 65 El salmón Oncorhynchus keta fue asesinado en 500 ppm y la perca Cymatogaster aggregata a 880 ppm. 64 Dos camarones ( Pandalus danae y Neomysis awatschensis ) fueron asesinados a 880 y 176 ppm, respectivamente. 64

¿Son importantes para los acuaristas estos niveles de toxicidad? Eso es difícil de responder sin conocer los niveles que se alcanzan en los acuarios de arrecife típicos. El único estudio en la literatura de bromato en un acuario de agua de mar, descrito anteriormente, mostró la acumulación de hasta 0,6 ppm de bromato, aunque que era una aplicación en la que se utiliza ozono para la desinfección, por lo que se usa a dosis altas. Ese nivel es suficientemente alto, sin embargo, para causar toxicidad para ciertos organismos, pero no en otros. En una aplicación típica de ozono acuario de arrecife, el bromato en el agua del acuario es probable que sea mucho menor. Cuánto más bajo es probable que dependerá de la forma en que se utiliza, especialmente la dosis y si se pasa sobre carbón activado antes de entrar en el acuario. También puede depender de las otras prácticas de cría utilizados en el acuario, debido a que algunos procedimientos (tales como la desnitrificación) pueden reducir los niveles de bromato. En cualquier caso, los datos de toxicidad potencial para bromato apoyan la práctica de usar carbón activado después de la exposición al ozono.

El efecto de Carbón Activado en ozono producido oxidantes

I n el fin de reducir la toxicidad potencial de la capa de ozono, los acuaristas suelen tratar de reducir el OPO en el efluente procedente de la cámara de reacción de ozono. Hay una variedad de maneras de lograr eso, pero, con mucho, los más comúnmente utilizados se pasa el agua sobre carbón activado (GAC).

En un artículo anterior sobre cómo los sistemas de ósmosis inversa / desionizante purificación de agua trabajan sobre el agua potable, sistemas de ósmosis inversa / desionización para purificar el agua del grifo para el acuario de arrecife , mostré cómo hipoclorito reaccionaron con carbón activado. Se espera que el bromato y hipobromito para reaccionar de manera similar. Las reacciones en el carbón activado que descomponen estos compuestos se basan en tener suficiente superficie activa y el tiempo para estas reacciones catalíticas que llevan a cabo. ¿Qué tan efectiva que está en una aplicación de alto flujo tal como el efluente de un skimmer no está claro. Es eficaz en aplicaciones de ósmosis inversa / desionización (RO / DI) porque el flujo es baja y el área superficial del carbono es muy alta.

Cuando bromato y hipobromito interactúan con la superficie del carbón activado, que se descomponen en iones bromuro (Br ) y oxígeno como se muestra a continuación para el bromato, donde C * representa el carbón activado y CO * representa el carbono activado con un oxígeno unido átomo.

Broh + C *  à   Br   + CO * + H +

Algunos de carbón activado oxidado permanece, y algunos se descompone para producir el oxígeno (O2 ):

2 CO *  à   2 C * + O 2

Algunos de los CO * También puede romper con el CO 2 (dióxido de carbono) en un desglose no catalítico del OPO, pero eso es por lo general una pequeña fracción del total. Ninguno de estos productos de las reacciones son de gran preocupación para los acuaristas.

La gran pregunta para cada aficionado es qué tan efectivo es el GAC que se está utilizando? Como ocurre con muchas cosas examinados en este campo, los estudios a menudo han llevado a cabo a altas concentraciones OPO relativos a la desinfección, y son por lo general en agua dulce. En una solicitud de patente, se usa un lecho GAC para reducir el OPO en el agua que pasa a través de él desde 1,1 ppm a menos de 0,2 ppm. 66 Otro grupo mostró que la eliminación total de la bromato requiere un tiempo de contacto con el carbón activado de más de 15 . minuto 67 En esta prueba y en muchos otros que se han publicado, carbono activado mayores fue menos eficaz que la nueva carbón activado. La razón es que los orgánicos ocupan porciones de la superficie de la GAC donde bromato y otros OPOs se descomponen.

Un segundo grupo de estudio de bromato en agua potable mostró que GAC podría eliminar 78-96% de bromato. 68 Ellos encontraron que el tiempo de contacto y la edad del carbono fueron parámetros importantes que afectan el porcentaje de remoción.

Además de carbón activado, hay otras formas posibles para eliminar OPO de. En una solicitud de patente, los investigadores han demostrado que el agua utilizada en aplicaciones de acuicultura puede ser tratada con ozono, y luego con agentes que reaccionan con y destruyen estos agentes, reduciendo así su toxicidad reductor. 69 Se recomiendan sulfito, bisulfito, metabisulfito o de tiosulfato para ese propósito, pero es evidente que no es fácil de lograr esto de forma automática en un acuario de arrecife.

Hace GAC o cualquier otro de estos métodos funcionan lo suficientemente bien como para acuaristas usen ozono sin efectos secundarios indeseables? La respuesta probablemente depende de la atención que se utiliza en el tratamiento GAC, y la tolerancia de los acuaristas para OPOs pasen en el acuario. La respuesta probable es que no es lo suficientemente bien al utilizar las dosis más altas que normalmente utilizan los acuaristas y la tolerancia más bajo para OPOs (es decir, los niveles más bajos que puedan causar cualquier efecto indeseable). Porque no es fácil para la mayoría de los acuaristas para medir concentraciones bajas de OPOs, el curso de acción más prudente (aparte de no usar el ozono) es pasar el agua del acuario ozonizada durante tanto GAC como sea posible antes de dejarla volver a entrar en el acuario.

La eliminación de bromato por medios biológicos

I n Además de los métodos descritos anteriormente para la eliminación de bromato y otras OPOs antes de que lleguen al acuario, también pueden eliminado por procesos biológicos que tienen lugar en los acuarios. En esta situación el bromato es aparentemente el que se acumula en el agua del acuario.Muchos estudios han demostrado que los filtros biológicos (bacterias en las superficies) pueden descomponer bromato en agua potable ozonizada. 70-72

Las bacterias que viven en condiciones desnitrificantes también pueden reducir el bromato. Como se mencionó anteriormente en el artículo, hay al menos un estudio en la literatura de bromato en un acuario de agua de mar. 42 Aquí, el ozono se utiliza para la desinfección, por lo que sus dosis eran altos.Sin embargo, los niveles de bromato en la exposición Living Seas se encontraron en el Centro Epcot de Walt Disney World ha aumentado a aproximadamente 0,6 ppm. Al añadir un sistema de desnitrificación por lotes, las concentraciones de bromato y nitrato comenzaron a caer.

Varias conclusiones se pueden extraer de esta información:

  1. Cuando se utiliza el ozono puede ser prudente tener un poco de desnitrificación que tiene lugar en el acuario, ya sea en la roca viva, arena viva o en sistemas de desnitrificación especiales.
  2. Conclusiones sobre la seguridad o idoneidad de ozono, aunque dirigidas a exactamente los mismos organismos en dos acuarios diferentes, pueden depender de la naturaleza de los otros métodos de cría en los dos acuarios. Por ejemplo, usando ozono sin GAC puede estar bien para 653 organismos particulares que viven en el tanque A, que también pasa a tener una gran cantidad de roca viva que puede proporcionar la desnitrificación, pero esa misma cantidad de ozono se dosifica al tanque B contiene los mismos 653 organismos sin tanta roca viva puede mostrar más toxicidad.

Conclusión

O zona tiene muchos efectos cuando se utiliza en un acuario de arrecife. El más útil de éstos es la degradación de los materiales orgánicos. Lo más importante, y bastante coincidente y afortunadamente para los acuaristas, los pigmentos orgánicos de color en los acuarios marinos son muy sensibles al ozono. Por esta razón, el ozono puede eliminar el color de agua de mar con bastante facilidad, y mucho más efectivamente de lo que se elimina la carga total de material orgánico. Sus efectos sobre la claridad del agua descrito por la mayoría de los acuaristas van desde un mínimo a muy dramático, con la mayoría de los acuaristas que informaron efectos beneficiosos significativos.

Otra gran efecto de ozono es la biodisponibilidad de los compuestos orgánicos en el agua. Muchos compuestos orgánicos en el acuario no se metabolizan fácilmente por bacterias, y tales materiales pueden durar cientos o miles de años en el océano. El ozono, sin embargo, tiene la capacidad de hacer muchos materiales orgánicos más fácilmente absorbido y metabolizado por las bacterias. Así que en cierto sentido, el ozono provoca un ataque bacteriano que puede reducir la carga de la circulación de materiales orgánicos. Esta reducción de la materia orgánica también puede aplicarse de manera útil a las toxinas liberadas por los habitantes del acuario en un esfuerzo para matarse unos a otros con los productos químicos en circulación.

Ozono y sus derivados pueden, en dosis suficientemente altas, matar a muchos patógenos. Los niveles de ozono encontrado en el acuario de arrecife, sin embargo, pueden ser insuficientes para tener un efecto significativo sobre el total de las poblaciones bacterianas. Los virus son más susceptibles que las bacterias a la capa de ozono, y pueden ser inactivados eficazmente por el uso típico. Patógenos y parásitos más grandes son mucho más difíciles de matar y no son susceptibles de ser asesinado por ozono en el acuario de arrecife.

El ozono también tiene un lado oscuro. Cuando se hace reaccionar con agua de mar, el ozono produce una variedad de halógenos altamente oxidados tales como Broh y BrO 3 . Si los oxidantes del ozono producido no se eliminan en gran parte con carbón activado, pueden entrar en el acuario y ser un peligro para los organismos más sensibles en el acuario (que son los huevos o larvas probables financiación inicial).

Finalmente, el ozono altera una variedad de otros materiales inorgánicos en formas que pueden o no ser importantes. Altera el equilibrio redox del acuario, el aumento de la ORP (lo que puede significar tan poco como la alteración de las proporciones de las diferentes formas de manganeso en solución). Se puede permitir la conversión más rápida de ion ferroso a ion férrico, y puede aumentar su biodisponibilidad, pero quizás disminuir la vida útil de hierro fuertemente complejado tal como hierro EDTA. El ozono también oxida el amoníaco en nitrato. Mientras que es probable beneficioso, puede alterar la eficacia relativa de las diferentes vías de exportación de nitrógeno (macroalgas vs. desnitrificación, por ejemplo). Se puede conducir la especiación de yodo hacia yodato y lejos de yoduro.¿Eso es bueno o malo? Espero que no, aunque otros tienen diferentes opiniones, pero es un buen niño del cartel para las muchas cosas que suceden en el acuario de arrecife cuando se utiliza ozono que normalmente tienen lugar sin previo aviso ni reconocimiento de ellos por el aficionado.

Así que con todas las cosas consideradas, es el uso de ozono en un acuario de arrecife que vale la pena?Muchos acuaristas responden con un rotundo “¡Sí!” Voy a dejar esa pregunta sin respuesta hasta que la información adicional se detalla en los siguientes dos artículos discutiendo qué equipos y métodos son más útiles para la aplicación de ozono para acuarios, e informar sobre el impacto que tuvo en mi acuario.

 

Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 2:
Equipos y Seguridad

 

El ozono es de uso frecuente por los acuaristas para “purificar” el agua. Para la mayoría de los acuaristas que significa hacer el agua más clara, y sin duda hace que en muchos casos. ¿Cómo llevar a cabo de manera óptima esa tarea sin poner en riesgo los habitantes del acuario ‘o la salud de los acuaristas, sin embargo, no siempre es evidente. Este artículo es el segundo de una serie que discutir los detalles de la capa de ozono y su uso en el acuario de arrecife:

Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 1: Química y Bioquímica
de Ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 2: Equipos y Seguridad
de ozono y el Acuario de Arrecife, Parte 3: Cambios en un acuario de arrecife sobre el ozono de Iniciación

La serie ‘ primer artículo se detalla qué es el ozono y cómo reacciona con el agua de mar. También relacionado con los beneficios percibidos de ozono a los cambios bioquímicos que puede causar química real y. En cierto sentido, se proporcionó el marco mecanicista para comprender por qué el ozono hace lo que hace y sirvió para ayudar a los acuaristas entienden sus limitaciones.

Este segundo artículo se basa en estos principios, el uso de la información sobre el mecanismo de las reacciones del ozono para discutir la forma en que se emplea mejor en un sentido de la ingeniería.

Las secciones son:

Introducción


F igura 1 muestra un esquema de cómo el ozono se utiliza típicamente en un acuario de arrecife.Algunos de estos pasos pueden ser eliminados en aplicaciones particulares, pero los acuaristas deben entender que, al hacerlo, pueden estar usando distintos de los procedimientos óptimos. Las siguientes secciones de este artículo van a través de estos pasos uno por uno, detallando qué cada uno es importante, la forma en que se llevan a cabo y las limitaciones al uso de ozono seguro y eficaz.

Figura 1. Un diagrama esquemático del uso del ozono en un sistema típico acuario de arrecife.

El proceso comienza con una fuente de aire, por lo general una bomba de aire de acuario normal. El aire es a menudo pasa a través de un secador donde se emplea un material higroscópico tal como sílice que elimina gran parte del agua desde el aire; esto se conoce como un secador de aire. Después de pasar por el tubo secador y por medio de una válvula de retención de aire para evitar que el agua de la copia de seguridad en el sistema, el aire entra en el propio generador de ozono. El secado al aire de antemano mejora la eficacia del generador de ozono.

Después de que el aire cargado de ozono sale del generador de ozono, se envía a una cámara de mezcla, donde el agua del acuario y el gas se mezclan bien y se mantienen en contacto por al menos un par de segundos. Los acuaristas a menudo usan skimmers o reactores de ozono hechas especialmente para este fin. Selección de materiales adecuados para estos dispositivos es una preocupación como el ozono puede degradar algunos tipos de plástico, caucho y tubos.

Dentro de la cámara de contactos, el ozono reacciona con muchos productos químicos diferentes en el agua de mar. La mayor parte de los beneficios que se derivan de la utilización de ozono debe llevarse a cabo en esta cámara. Dentro de ella, por ejemplo, el agua se hace “más clara”, como ciertos pigmentos que absorben la luz en las moléculas orgánicas disueltas y partículas se destruyen, generalmente por oxidación.

No todos los productos de la reacción del ozono con el agua del acuario son beneficiosos, sin embargo. El agua que sale de la cámara de contacto está óptimamente pasó sobre carbón activo suficiente para eliminar los oxidantes de ozono producidas restantes. El carbono se descompone la mayor parte de estos oxidantes potencialmente peligrosas antes de entrar al acuario. El aire que pasa fuera del reactor también contiene ozono y también es mejor pasar sobre carbón activado para reducir la preocupación por la toxicidad del ozono en el aire.

Con el fin de garantizar que no demasiado ozono o sus derivados entra en el acuario, los acuaristas del monitor de la agua del acuario ORP Para los acuaristas utilizando una pequeña cantidad de ozono, el seguimiento puede ser adecuado. Para los acuaristas que utilizan grandes cantidades de ozono, un controlador de ORP puede ser importante. Se puede utilizar para apagar el ozono si el ORP se eleva por encima de un punto de ajuste (ese punto de ser ya sea un punto de parada de emergencia que es rara vez o nunca alcanzado, o un ORP de destino donde el generador está funcionando realmente sólo una parte de la tiempo y sólo cuando el controlador ORP ORP dice que tiene que ser elevado al punto de ajuste).

Flujo De Aire


M aplicaciones de ozono ost utilizados por los acuaristas utilizan una bomba de aire como su fuente de aire inicial. Mientras que algunas unidades (tales como uno por Enaly ) combinan una bomba de aire con un generador de ozono, que no es la configuración normal. El aire a presión en un cilindro o tanque bombeado, o incluso oxígeno puro, también se puede utilizar, pero debido a su gasto añadido estos métodos son poco probable para ser utilizado por la mayoría de los aficionados. La única situación en la que los acuaristas podrían no utilizar una bomba de aire sería si la mezcla de aire / ozono estaba siendo succionado a través del generador de ozono en un venturi, un dispositivo común en muchas espumaderas, que le permitió a continuación, introduzca una cámara de reacción de algún tipo. En general, esta no es la aplicación más común, sin embargo, como un secador de aire puede poner demasiada presión hacia atrás para permitir un venturi para dibujar adecuadamente en suficiente aire.

¿Cuánto aire es suficiente? Por suerte, no parece importar demasiado. Sanders, un fabricante de larga data de los equipos de ozono para los acuaristas, sugiere en su página web que el flujo de aire debe ser 50 a 500 litros por hora para los generadores de ozono producen 2-300 mg de ozono por hora. Las unidades más grandes que producen hasta 2000 mg de ozono por hora requieren flujo de aire de 100 a 1000 litros por hora. Tenga en cuenta que si el aire se envía a una cámara de reacción presurizada de algún tipo (en contraposición a un skimmer), o incluso a través de un tubo de secado, la presión hacia atrás sustancial puede reducir el flujo de aire considerablemente inferior a la nominal máxima para una bomba de aire de acuario .

Los estudios científicos han encontrado que el flujo de aire a través de generadores de ozono de descarga de corona no parece alterar la producción de ozono significativamente menos que el flujo es suficientemente lento que el ozono producido en el interior del generador no escapar antes de que tenga la oportunidad de ser desglosada por especies reactivas en la descarga de corona (discutido más adelante). Uno grupo1 equipado sus resultados a la ecuación se muestra a continuación:

X = X o (1-e -a / F )

donde X es la concentración de ozono en la salida del generador de ozono en unidades tales como mg / L, “a” es una constante relativa a la potencia de la unidad, F es la tasa de flujo y X o es la concentración máxima de ozono a velocidades de flujo bajas. El efecto de la velocidad de flujo de la concentración de ozono se muestra en la Figura 2. Cabe señalar, sin embargo, que incluso si la concentración de ozono es más baja a velocidades de flujo más altas, el ozono total producido no lo es. Para encontrar la tasa de producción de ozono (en unidades tales como mg / hora) requiere multiplicando la concentración de ozono en el aire producido por la tasa de flujo de aire (F):

Ozono Tasa de Producción = FX o (1-e -a / F )

El efecto de la velocidad de flujo en la producción total de ozono también se muestra en la Figura 2. Nótese que en realidad aumenta constantemente con el aumento de velocidad de flujo. Este efecto es fácil de entender. Un mayor flujo barre el ozono recién producido antes de que tenga la oportunidad de romper de nuevo en el interior del generador y lo sustituye por aire fresco que contiene O 2 , que está listo para producir más ozono. Por desgracia, no sé exactamente donde en este tipo de caudal vs. curvas de producción de ozono que los generadores típicos de ozono acuario comercial caen (o si aún siguen esta misma relación exacta). Sander muestra datos similares en su sitio web para sus generadores de ozono , con caudales de aire de 0 a 600 litros por hora. El caudal requerido para alcanzar la máxima producción total de ozono varía con la unidad, pero en todos los casos mostrados es más de 50 litros por hora, y para las unidades más grandes es más de 300 litros por hora. Yo no sé qué caudales todas las empresas utilizan para establecer las especificaciones de mg de O 3 / hr que se promociona en la literatura de ventas, o si esos caudales utilizados incluso coinciden con las recomendaciones que se brindan a los acuaristas que utilizan los dispositivos. Estas cuestiones se han observado antes en la literatura 2 , donde puede ser difícil comparar los generadores de ozono comerciales sin conocer los caudales que se utilizaron al realizar los cálculos.

La Figura 2. La relación entre la tasa de flujo de aire y la concentración de ozono resultante (negro) y el ozono total producido (rojo) para un generador típico de ozono de descarga en corona.

Tenga en cuenta que incluso si los generadores de ozono comerciales utilizados por los acuaristas producen una cantidad fija de ozono por unidad de tiempo, la concentración en el aire que fluye a través de ellos disminuirá a medida que aumenta su velocidad de flujo.

En resumen, las consideraciones con respecto a la tasa de flujo de aire son:

1. Los caudales más altos pueden significar una mayor total de O 3 producción, maximizando la eficiencia del generador de ozono.

2. Una velocidad de flujo más alta significa una menor concentración de O 3 en el aire. Esta reducción puede conducir a una menor transferencia de ozono en el agua (ya que la cantidad de equilibrio de entrar en el agua depende de la concentración de O 3 en el aire). Grandes volúmenes de aire también pueden afectar lo que se requiere una especie de cámara de contacto para exponer el agua del tanque para que el aire. La mayoría puede manejar sólo una cierta cantidad de aire antes de un mal funcionamiento, o por lo menos disminuir la cantidad de agua en ella o la velocidad del aire de la facturación.

3. Las tasas de flujo más altas pueden hacer que sea más difícil para los tubos de secado ordinarios para eliminar adecuadamente la humedad del aire antes de que llegue al generador de ozono. Caudales altos también requerirán renovar el agente de secado más a menudo.

Asesoramiento más amplio se da al final del artículo, pero mi consejo con respecto al flujo de aire es el siguiente:

1. Tamaño de una bomba de aire de forma que está en el rango de velocidades de flujo recomendado por el fabricante del generador de ozono, y quizás también la cámara de contacto que se utilizará. Tal vez usar una bomba de aire con un caudal variable de modo que se puede ajustar durante el funcionamiento.

2. Utilice una bomba de aire que puede manejar la presión trasera. ¿Qué tan importante es este aspecto dependerá de la naturaleza de la presión dentro de la cámara de contacto (apartado siguiente).

3. Una vez que el sistema está en operación, el flujo de aire y otros parámetros pueden ajustarse para maximizar el rendimiento. ORP del acuario es fácil, aunque lento, forma de medir el rendimiento. La concentración de ozono en el agua que sale de la cámara de contacto, pero por delante de la GAC , puede ser un buen indicador. Un kit de ensayo de cloro u ozono puede ser utilizado para detectar el ozono y sus derivados en el agua de mar ya que estos compuestos reaccionan con el reactivo en un kit de cloro estándar. Cuando se utiliza un kit de cloro Hach NC-70 (utilizando las instrucciones para el cloro libre o total), me encontré con los valores experimentales que van de 0,02 a 0,5 ppm “equivalentes de cloro” en diferentes configuraciones que he intentado, no sólo la variación del caudal de aire). Dado que tales kits (que se basan en un método llamado DPD o DDPD ) detectan una variedad de diferentes especies altamente oxidantes (hipobromito, ozono, etc.), hay que recordar que no es una indicación de la capa de ozono libre total restante. Sin embargo, la convención es dar a conocer todas estas especies altamente oxodizing como si fueran un solo producto químico (a menos que se indique lo contrario en un estudio publicado). Las unidades pueden ser equivalentes de cloro o equivalentes de ozono , con 1 ppm de cloro equivalente igual a los equivalentes de ozono 0,7 ppm (valor que simplemente ser la relación del peso molecular de O 3 (48 g / mol) dividido por el peso molecular de Cl 2 ( 70.9 g / mol). Tenga en cuenta que un método de ensayo utilizando azul índigo (añil trisulfonato) pruebas para el ozono, y no los subproductos, así que no elegir ese método a menos que sólo quiere mediciones de ozono.

El ORP del efluente cámara de contacto también puede ser un indicador de útil (mina es típicamente en la parte superior de mV 600). En todos los casos, cuanto mayor es la capa de ozono o ORP, se está utilizando la mayor eficacia el ozono (al menos cuando el caudal de agua a través de la cámara de reacción es aproximadamente constante).

Secado Aire


O generadores de zonas utilizando la descarga de corona operan más eficientemente cuando el aire que entra en ellos es seco. Si bien la relación exacta entre la humedad y la velocidad de producción de ozono depende del diseño del generador, la mayoría de los fabricantes de generadores de ozono comercial ( O3ozone , Soluciones de ozono y Lenntech , por ejemplo) muestran gráficos de producción de ozono frente a la humedad que parecerse a la Figura 3. Muchos acuaristas conocer la regla de oro que la eficiencia de la generación de ozono se reduce en un factor de dos entre secaron al aire y sin secar, y Sander hace una afirmación similar para sus generadores de ozono en su sitio web.Específicamente, Sander afirma que secar el aire ambiente con una humedad relativa de 50% al aire seco con un punto de rocío de -40 ° C causa una reducción del 50% en la producción de ozono de uno de su línea de generadores de ozono.

Los datos tales como la de la Figura 3 parecen mostrar que el efecto máximo potencial de secado es probable que sea algo mayor de dos veces si se utiliza aire ambiente, que puede tener puntos de rocío de funcionamiento hasta 20 ° C o incluso superior, en comparación con muy el aire seco (con un punto de rocío por debajo de -60 ° C). Por conveniencia en la interpretación de la figura 3, la siguiente tabla muestra la relación entre la humedad relativa y punto de rocío cuando la temperatura del aire es de 70 ° F (21,1 ° C). Obviamente, el aire debe ser muy seco para tener un punto de rocío por debajo de -20 ° C. No es obvio, sin embargo, si los tipos de secadores de aire utilizados por los aficionados se acercan o superan este bajo punto de rocío.

Tabla 1. La relación entre el punto de rocío y la humedad relativa a 70 ° F (21,1 ° C).
Humedad Relativa
Punto de rocío ( ° C)
90
19
  80
18
70
15
60
13
50
9
40
6
30
0
20
-8
6.6
-15
4.2
-20
1.5
-30
0.5
-40
0.16
-50
0.04
-60
0.01
-70
0,002
-80
Figura 3. La relación entre el punto de rocío (humedad) y la cantidad relativa de ozono producido en un generador típico de ozono de descarga en corona.

También se afirma que el aumento de la humedad en el aire entrante puede aumentar la producción de ácido nítrico, pero no todos los investigadores están de acuerdo en esta afirmación. 2 Algunos recursos3 recomiendan que el punto de rocío mantenerse muy baja (~ -60 ° C) con el fin de evitar la corrosión de la propia unidad por la formación de ácido nítrico en su interior. Una vez más, sin embargo, no es obvio si los tipos de secadoras utilizados por los aficionados se acercan a este punto de rocío muy bajo.

Un aficionado informó corales en su acuario comenzaron a buscar mal, y descubrió que había un líquido azul en el tubo entre su generador de ozono y un accesorio de latón. que no había estado utilizando un secador de aire, y era un día húmedo. Ese líquido puede muy bien haber sido el ácido nítrico en agua que corroe el accesorio para liberar cobre latón, que luego hizo su camino hacia el acuario. Una discusión más extensa de la química detrás de la formación de ácido nítrico se presenta en la siguiente sección.

En cualquier caso, la mayoría de fabricantes de generadores de ozono sugieren que el aire se seca antes de que entre el generador y los acuaristas tener varias opciones para secar el aire. Algunosdispositivos comerciales pueden secar al aire rápidamente y de forma automática, aunque son considerablemente más caro que otras opciones. Estos dispositivos comerciales son especialmente útiles en aplicaciones de alto flujo de aire (muchos litros por minuto).

El secador más simple es un tubo de plástico llena de un material que se une a la humedad en el aire. El aire fluye en un extremo y por el otro, y se secó al pasar a través. Mar Rojo vende un dispositivo de este tipo en al menos dos tamaños. Su material ( gel de sílice ) cambia de color de azul a rosa ya que se agota, y se puede regenerar en un horno estándar calentando para arriba, impulsando así el agua absorbida. Por desgracia, mi dispositivo llegó falta una junta tórica de crítica, y cuando recurrí a hacer yo mismo, la unidad a veces no podía mantener la presión adecuada. También parecía se agote con mayor rapidez de lo que esperaba. En mi sistema usé el tamaño más grande (500 g), pero encontré que normalmente se agotó en dos semanas más o menos. Ese resultado es aparentemente refleja en las experiencias de otros, por lo que anticipa un período tan alta. Sin embargo, el cambio de color de capacidad hace que el agotamiento aparente. También encontré un sorprendentemente pequeño efecto de usar la secadora en la capa de ozono en el efluente de la cámara de reacción, y en general ORP acuario. Los detalles de esta constatación se discutirán el próximo mes, pero ese resultado puede reflejar una falta de eficacia del tubo de secado, o, alternativamente, la falta de un gran efecto de la humedad en la producción de ozono por el generador de ozono Aquamedic que he usado.

Algunos acuaristas utilizan dos unidades en serie, por lo que uno se pueden intercambiar para la regeneración, mientras que el otro está todavía en su lugar. La figura 4 muestra la configuración utilizada por José Dieck, en el que tiene tubos de secado montadas en una pared con desconexiones rápidas para permitir el intercambio rápido y salir lo más necesario. Además de simplificar el proceso de sustitución, una configuración de este tipo puede conducir el punto de rocío más bajo que un sistema de un solo paso utilizando los mismos tubos.

Figura 4. La configuración de la generación de ozono utilizado por José Dieck, que muestra dos tubos de secado utilizados en serie.

Hágalo usted mismo puede ser capaz de comprar gel de silicona de sí mismos y de la moda un tubo de secado. Otros materiales pueden funcionar, pero pueden implicar complicaciones. Humedad-Rid , por ejemplo, en realidad puede licuar en presencia de un exceso de humedad, y también no pueden reducir lo suficiente la humedad.

No Secadora

Los generadores de ozono que utilizan luz ultravioleta para generar ozono (por ejemplo, Ultralife ) no requieren de secado del aire de origen. Además, muchos acuaristas utilizan generadores de ozono de descarga de corona omita el secador de aire cuando se utiliza el ozono, y parecen estar contentos con la utilidad de la capa de ozono en su configuración. El hecho de que pueden estar recibiendo sólo el 50%, 10% o incluso 2% de la potencia nominal puede no ser importante para ellos. Si ORP del acuario se eleva lo suficiente sin un secador que un controlador de ORP es en realidad “controlando” que mediante el corte de la capa de ozono por alguna porción del tiempo, entonces la producción de ozono es obviamente adecuado. Del mismo modo, si el ORP es tal que el aficionado ha marcado de nuevo el O 3ajuste generación en el generador a menos del máximo, y es feliz con los resultados, a continuación, un secador probablemente no sería especialmente beneficioso.

La claridad del agua puede mejorar a niveles de ozono añadido mucho menos que la requerida para elevar la ORP a la gama de 350-450 mV a menudo mencionado. Al final, lo único que importa es que el aficionado está satisfecho con la claridad del agua y con cualesquiera otras expectativas que tiene para sus beneficios. Los efectos indeseables de la producción de ácido nítrico (ligeras adiciones de nitrato, ligeras reducciones en alcalinidad y pH) es probable trivial en comparación con las enormes adiciones de nutrientes y tampones que muchos experimentan acuarios de arrecife.

¿Serán el interior o los accesorios de una unidad generadora de ozono de descarga de corona degradarse con el tiempo debido a la corrosión del ácido nítrico? No sé la respuesta a eso.

En mi configuración de la ORP nunca se eleva por encima de 330 mV, y es más típicamente 300-330 mV incluso con la unidad de ozono que he recurrido a su valor más alto, y con un secador de aire (todos los cuales detallaré el próximo mes). Este resultado sugiere a mí que estoy en ninguna parte cerca saturar la adición de ozono. Por esta razón sería prudente seguir utilizando una secadora, pero los resultados experimentales reales que yo obtengo lo largo de los próximos meses (donde es probable que aumente aún más la humedad) determinará si el uso continuado del tubo de secado se justifica en el futuro.

Mi consejo a los demás en relación con el secado al aire es:

1. Más de ozono se puede producir mediante el generador de ozono si el aire se seca adecuadamente primero, asumiendo que es un tipo de descarga de corona. Queda por establecer, sin embargo, si las unidades de secado de aire comerciales simples tienen el efecto deseado.

2. El propio generador de ozono puede durar más tiempo si el aire se seca adecuadamente (de nuevo, asumiendo que es un tipo de descarga de corona).

3. Suponiendo que la claridad del agua es el objetivo principal, o solamente del uso de ozono, y no el más difícil de alcanzar la meta como la desinfección del agua, muchos acuaristas probablemente serán satisfechos mediante ozono sin un secador de aire.

Flujo de aire válvula de retención


Una válvula de retención de flujo de aire n es una pieza barata y potencialmente importante del equipo. Se puede utilizar entre el secador y el generador de ozono, o entre el generador de ozono y la cámara de reacción de ozono. Al ser un dispositivo eléctrico de alta tensión, generadores de ozono no se mezclan bien con agua de mar. Mientras que muchos parecen capaces de resistir el contacto con agua de vez en cuando (y algunos incluso recomiendan la limpieza en el interior del paso de aire con agua destilada o RO / DI), depósitos de sales y otros materiales no es probable deseable. Incluso si el generador de ozono se encuentra más alto que todas las otras piezas de equipo, algunas cámaras de reacción de ozono tienen suficiente presión en ellos que si el flujo de aire se detiene, el agua puede copia de seguridad en la línea de aire en una medida considerable.

Si se utiliza entre el secador (o bomba de aire) y el generador de ozono, cualquier válvula de retención es adecuado. Si el aire no puede moverse hacia atrás a través de él, a continuación, en un fallo de energía cuando la bomba de aire se apaga, el agua no puede llegar a la tubería de la línea de aire en el generador. En esta configuración, el agua puede llegar a la tubería si la línea aérea entre el generador y la válvula de retención viene de alguna manera fuera.

Si se utiliza entre el generador de ozono y la cámara de reacción de ozono / agua, una válvula de retención resistente al ozono es preferible (si se puede encontrar). En esta configuración, el agua no puede alcanzar el generador de ozono, siempre y cuando la válvula de retención está en su lugar. En la ausencia de válvulas resistente al ozono válvulas de retención regulares se pueden utilizar y cambiados con frecuencia como el caucho en ellos se degrada debido a la exposición al ozono. Los materiales que más se adaptan para sobrevivir a la exposición al ozono se detallan más adelante en este artículo .

Generadores de Ozono: Teoría de descarga eléctrica


O zona históricamente ha sido generado en una variedad de formas para aplicaciones de acuario. Estos incluyen la radiación ultravioleta de alta energía y descargas eléctricas. La mayoría, pero no todos, los generadores de ozono comerciales destinados a su uso en acuarios emplean descarga eléctrica. La figura 5 muestra una unidad típica de descarga eléctrica. En él, se hace pasar aire entre dos electrodos. Un diseño alternativo es simplemente tener el paso de aire a través de un tubo de vidrio que se encuentra entre dos electrodos. Mientras que cualquier separación de carga a través de los electrodos puede funcionar, un campo de CA (corriente alterna) se utiliza a menudo. La naturaleza exacta del campo eléctrico varía, y por lo general cae en uno de los siguientes rangos de frecuencia: de baja frecuencia (50 a 100 Hz), de frecuencia media (100 a 1000 Hz) o alta frecuencia (1.000 + Hz). No estoy seguro de qué frecuencias se utilizan en cada una de las marcas comerciales comúnmente utilizados por los acuaristas. Un material dieléctrico delgado está revestida en uno o ambos electrodos para evitar chispas real entre los electrodos. Ese material dieléctrico puede ser de vidrio, mica u otros materiales no conductores, pero es generalmente de vidrio. El campo eléctrico entre los electrodos es suficientemente fuerte para destrozar moléculas y se llama una descarga en corona o corona. Coronas menudo emiten luz, y mientras que el efecto no puede ser visto en los generadores de ozono comerciales típicas, se puede ver en otras aplicaciones en las que la corona no es tan cerrado.

La Figura 5. A esquemática de los trabajos internos de un generador de ozono de descarga en corona.

El campo eléctrico intenso, y la alta energía de iones dentro de ella, pueden destrozar todos los componentes principales del aire en átomos o radicales individuales muy reactivos:

N 2   à   2N

O 2   a   2O

H 2à  H + OH ·

Estas especies pueden entonces reaccionar entre sí, o con los componentes que no han reaccionado en el aire. Está más allá del alcance de este artículo a la química detalle plasmal, pero la reacción de mayor interés para nosotros es:

O + O 2 a  O 3 (Ozono)

Como se mencionó anteriormente, el flujo de aire a través del generador puede afectar la cantidad de ozono producida. Con una comprensión de cómo se produce el ozono en esos generadores, es fácil ver por qué. Si O 3 se produce entre los electrodos, y se sienta allí por un período de tiempo, el propio ozono puede ser desgarrado por el campo eléctrico intenso y por colisiones con electrones de alta energía y otras especies:

O 3 à O 2  + O

Un caudal de aire superior puede ayudar a barrer el ozono formado inicialmente fuera del generador antes de que pueda romperse aparte, y sustituirlo con O fresca 2 que está listo para producir más ozono.

Varias secuencias de reacción pueden dar lugar a ácido nítrico:

O 2 + H à   HO 2 ·

N + O à   NO ·

HO 2 ·   + NO · à   HNO 3 (ácido nítrico)

y

N + O 2 a   NO 2 ·

OH · + NO 2 ·   à   HNO 3 (ácido nítrico)

La última secuencia requiere que el agua esté presente (para llegar a OH · ) y es evidente cómo una alta concentración de agua (como se indica por la humedad o punto de rocío) podría aumentar la concentración de ácido nítrico.

Este tipo de procesos también pueden explicar cómo la concentración de agua en el aire (es decir, alta humedad o la temperatura del punto de rocío) podría disminuir la producción de ozono. En lugar de reaccionar con O 2 para producir ozono, por ejemplo, un átomo de oxígeno puede reaccionar con los productos de descomposición formados a partir de agua (H y OH · ) para producir otros productos químicos. Otras reacciones entre estas especies también conducen a productos tales como peróxido de hidrógeno y ácido nitroso, pero son más bajos en la concentración de oxígeno.

Generadores de Ozono: Teoría UV


Un s mencionado, el ozono también puede ser generado por la luz ultravioleta intensa. Los generadores de ozono vendidos por Ultralife caen en esa categoría. Estos dispositivos utilizan una bombilla especial que produce la luz de longitud de onda corta UV (a menudo 185 nm). Durante la exposición UV a esta longitud de onda, O 2 moléculas en el aire que pasa cerca de la bombilla absorben la luz y se rompen:

O 2   a   2O

Al igual que con las unidades de descarga eléctrica, estos átomos de oxígeno y luego se pueden combinar con O 2 para formar el ozono:

O + O 2 a   O 3 (ozono)

Los fabricantes de estos tipos de unidades afirman que sus ventajas son que el aire no necesita ser secado, y que menos subproductos que contienen nitrógeno se forman (por ejemplo, ácido nítrico).Además, se dice que su bombilla para durar de dos a tres años antes de necesitar reemplazo. Los competidores han afirmado que este tipo de generadores de ozono pierden alrededor del 20% de su potencia nominal después de unas horas de funcionamiento, y que el consumo de energía eléctrica es mucho más alto para un sistema basado en UV que para la descarga de corona. La concentración máxima de ozono que se puede obtener en un volumen de aire dado es inferior (01 a 0,1% en peso O3 en el aire para los sistemas de UV comparación con el 0,5 al 1,7% O 3 en el aire para el aire secado usando la descarga de corona). Tenga en cuenta que la salida de los generadores de ozono de tipo UV “a menudo no es ajustable.

También cabe destacar que estas unidades son claramente diferentes de sterlizers UV. Esterilizadores ultravioleta utilizan una mayor longitud de onda de la luz UV (aproximadamente 254 nm, por lo general) y matan a los organismos de la interacción directa de los rayos UV con agua del tanque a su paso por. Las moléculas como el ADN en los organismos absorben el UV 254 nm y las moléculas se separan, matándolos. La luz ultravioleta a 254 nm no produce ozono significativo.

¿Qué tipo de generador de ozono es mejor? Elegí un tipo de descarga de corona para mi configuración, pero de cualquier método es adecuado para la mayoría de los aficionados.

Generadores de Ozono: Información Práctica


Un sa la práctica, los generadores de ozono son fáciles para los acuaristas a utilizar. Si su producción de ozono es ajustable, el dispositivo tiene un dial de control en él. Un dial Tal controla la potencia aplicada a través de sus electrodos internos. De lo contrario, no hay nada que configurar o ajustar (a menos que el generador de ozono viene empaquetado en una caja con un controlador de redox, que se discute más adelante). Si ellos no son ajustables, pueden tener nada más que un cable eléctrico, una entrada de aire y una salida de aire / ozono.

Los generadores de ozono para acuarios que utilizan una descarga corona consumen muy poca electricidad. Unidades acuario típicas utilizan 10 vatios o menos (para 300 mg O 3 por hora o menos).Por lo general vienen con instrucciones adecuadas para su uso. Los generadores de ozono frecuentemente utilizados por los acuaristas en los Estados Unidos incluyen las realizadas por Sander ,Aqua Medic , Enaly y Mar Rojo . Unidades a base de luz ultravioleta (por ejemplo, Ultralife ) suelen utilizar más electricidad.

Aforo cómo es necesario mucho ozono no es trivial, y puede depender en gran medida del resultado deseado de dosificación de ozono, cómo se utiliza y las otras prácticas de cría utilizados en el acuario.Aclarar color amarillento en el agua, por ejemplo, utiliza mucho menos ozono que es necesario para esterilizar el agua. Del mismo modo, una buena cámara de reacción de ozono / agua podría permitir mucho menos ozono para ser utilizado de lo que requiere un uso ineficiente de un skimmer. Dicho esto, la mayoría de las directrices sugieren en el orden de 0,3 a 0,5 mg O 3 / h / galón de agua del acuario.

Si es posible, me permito sugerir la localización de la unidad sobre el nivel del agua en el que se está utilizando. Todo tipo de mal funcionamiento (fallas eléctricas, fallas de la bomba de aire, línea aérea suelta, etc.) pueden enviar agua de nuevo hasta la tubería de la línea de aire y en el generador de ozono. Tal contacto de agua puede no arruinar inmediatamente una unidad de descarga de corona, sino que contribuirá a la mala producción y eventualmente puede causar que se renunció funcionamiento.No estoy seguro de qué efecto el contacto por el agua líquida podría tener en un generador de ozono UV basado, pero no me sorprendería si pudiera romper la bombilla. Una válvula de retención de aire también ayuda a reducir la probabilidad de contacto con el agua. Tengo mi generador de ozono Aquamedic unido a unos 7 ‘del piso de mi sótano, donde se envía el agua tratada en la cámara de reacción y en última instancia en el sumidero que es aproximadamente 3-6’ inferior. Sin embargo, he enviado accidentalmente agua en mi generador de ozono varias veces. En cada caso, la cantidad de ozono en la cámara de reacción parece volver a la normalidad después de 24 horas, pero esta práctica es probable menos que deseable.

Consulte con el fabricante o las instrucciones que vienen antes de tratar de limpiar el interior de un generador de ozono. Algunos recomiendan la limpieza con agua pura y fresca y un cepillo, pero eso no es posible con otros diseños. Mi unidad Aquamedic está sellado con una membrana de algún tipo, por lo que empuja un objeto sólido en los accesorios de la dañará.

Ozono Cámara de reacción: Skimmers


T él cámara de reacción del ozono es el corazón del sistema. Es el lugar donde el aire, cargado de ozono, y el agua del acuario se mezclan juntos. En el primer artículo de esta serie detallé la química y la bioquímica que se producen en la cámara de reacción. También discutí cuestiones relativas a ponerse en contacto con las concentraciones de ozono y de tiempo con respecto a algunos de los posibles efectos del ozono (como la desinfección ).

Una variedad de diferentes sistemas puede utilizarse como cámaras de contacto, y la mayoría de los acuaristas optar por utilizar skimmers. Ellos usan ya sea su skimmer principal o un, uno más pequeño de bajo costo que puede funcionar con un caudal menor y, potencialmente, ser sacrificado si el ozono se degrada el plástico hasta el punto en que ya no es fiable. A pesar de su uso generalizado con ozono, skimmers no son por lo general de una manera óptima a emplear ozono por varias razones:

1. Su agua y caudales de aire, e incluso su propio diseño de ingeniería, están optimizados para desnatado, no para la inyección de ozono y la reacción. Cuanto más largo el agua ozonizada tiene que reaccionar, más oxidación de moléculas orgánicas puede tener lugar.Esto no es un criterio de diseño con skimmers, donde se maximiza el tiempo de contacto de aire / agua, pero el agua por sí sola no se lleva a cabo para cualquier propósito. Si la tasa de flujo del agua es demasiado alto, y por tanto su tasa de rotación demasiado alta, la concentración de ozono en el agua, y el tiempo de contacto para que reaccione con materiales orgánicos, pueden ser menos que óptima.

2. Tanto el aire y el agua que sale de la depuradora de manera óptima deben ser pasados ​​por alto carbón activo para reducir las especies altamente oxidantes y tóxicos que se envían en el acuario y en la casa de aire los acuaristas. Muchos skimmers no están preparados para pasar de manera eficiente el aire sobre el carbono, y altos caudales de agua puede hacer que sea difícil lograr un contacto adecuado con carbón activado.

3. Muchos skimmers no están diseñados usando materiales adecuados para la exposición prolongada al ozono.

Sin embargo, la mayoría de los acuaristas que utilizan el ozono lo hacen con una espumadera. Ya sea óptima o no, han decidido que se ajuste a sus necesidades. ¿Cómo se usa el ozono con un skimmer depende críticamente de la naturaleza del skimmer, y existen muchos diseños diferentes para proporcionar muchos detalles útiles. Sin embargo, algunas sugerencias para el uso de ozono de este modo son:

1. Seleccionar un skimmer que permite que un volumen sustancial de agua para estar contenida dentro de ella, de modo que el agua ozonizada no se barrió inmediatamente de distancia y pasó el GAC (donde las reacciones de ozonización terminan en gran medida).

2. Seleccione uno que le permite recoger el aire y pasarlo sobre GAC. Un Mar Clone, por ejemplo, sería una mala elección a este respecto como la salida de aire y agua desde una abertura bastante grande. El skimmer ETS que yo uso es también una mala elección, ya que el aire que sale de un tubo que es también la salida skimmate. Se puede, sin embargo, ser utilizado con un colector de skimmate especial (descrito a continuación).

José Dieck ha modificado un colector skimmate comercial ( PS-MQWC2 ) que funciona en conjunto con su skimmer. Se hizo un nuevo tapón, se extendió la longitud del cuello entre la brida superior y el contenedor de carbono y re-aprovechado la brida a aceptar un mayor ¾ “apropiado para el desagüe. Originalmente, el carbono se destina a eliminar el olor de la skimmate, pero también puede funcionar para reducir la capa de ozono. Permite la skimmate líquido que se recoge y desvía el aire cargado de ozono a través de un filtro de carbón activado (Figura 6). Se requiere la skimmate ser drenado por gravedad desde la copa de espumador a la cámara de colector sin liberar cualquiera de el aire. La mezcla de aire / skimmate entra en la parte superior, el líquido se deposita en el fondo y el aire cargado de ozono que sale por el centro de la parte superior. Se pasa por encima de carbono, perdiendo así su ozono. También puede ser ventilado fuera, según se desee.

La Figura 6. Un recipiente de recogida skimmate modificado que se utiliza por José Dieck para reducir la liberación de ozono en el aire.

Cámara de reacción de ozono: reactores comerciales y DIY


S reactores de ozono comerciales arios están disponibles, que van desde los pobres a lo que es probable que muy eficaz (aunque caro). He utilizado el ozono Reactor Coralife (Figura 7), y no voy a volver a usar. En mi opinión, no es un producto bien diseñado. Voy a ofrecer más comentarios sobre el mismo mes que viene.

Figura 7. El reactor de ozono Coralife con tubo conectado por el agua y el flujo de aire.

Technical Concepts Marinos (MTC) también hace que un reactor de ozono, la PRO240D . Consiste en un “tubo de acrílico diámetro que es de 27” 6 de alto. Dentro del agua se gotea a través de una placa y luego en un material plástico de elevada área superficial. La mezcla de aire / ozono se inyecta encima de la placa lo que les permite mezclar. Este tipo de reactor se presuriza típicamente a varias PSI, la conducción del ozono en el agua. Yo no lo he usado, pero estoy seguro de que este reactor sería una buena opción.

Los que quieren un reactor de ozono, pero que no son capaces de gastar varios cientos de dólares que podría utilizar el PRO240D o estos planes vinculados como guías para DIY (hágalo usted mismo) sistemas.

Cámara de reacción de ozono: Tubing Reactor


A ras de jugar con el reactor de ozono Coralife y haberlo encontrado insatisfactorio, y haciendo algunas pruebas en las que simplemente me envió el ozono en mi skimmer (haciendo mi sótano hedor de ozono), que decidió crear un “reactor” muy simple a mí mismo (Figura 8 ). Tengo dos bombas Iwaki 30 RLXT en serie que he utilizado durante años como mis bombas principales de retorno. He creado una “T” al lado de su salida para enviar agua a mis dos tanques principales.

Figura 8. El ‘rollo de tubería de polietileno de alta densidad 100 que usé como un reactor de ozono simple.

El uso de otro “T”, añadí un ¾ “venturi, y para que os adjunto una” espiral de ¾ 100 “HDPE (polietileno de alta densidad) de tubos que le compré a Cole Parmer por alrededor de $ 60 (incluyendo el envío). El reactor consiste simplemente en la mezcla de aire / ozono bombeado en el venturi, y luego la mezcla de agua / aire / ozono circula a través de esta bobina (alrededor de 13 bobinas individuales) durante unos 45 segundos (cuando la tasa de flujo del agua es de unos 90 galones por hora ). Contiene un poco más de dos galones de aire y el agua a la vez. Esto permite un tiempo de contacto largo con una cantidad significativa de agua, y una buena cantidad de presión existe tanto de la gravedad y de la presión de retorno de 100 ‘de la tubería flexible. De hecho, la bobina de tubo tenía que mantenerse en posición horizontal. Colgando creó verticalmente demasiada presión hacia atrás para conseguir cualquier flujo de agua significativa a través de él.

Mientras que la eficacia de la mezcla aparentemente no es especialmente bueno en el interior del tubo, es suficiente para elevar el ORP a> 680 mV y la concentración de ozono en el agua (tal como se mide con un kit de cloro en el flujo de salida) a 0,1 ppm de cloro equivalente. En esta configuración, el venturi simplemente actúa como una entrada para el aire bombeado porque el caudal es demasiado bajo para conseguir realmente cualquier aspiración por efecto venturi.

Lo más importante para mí, el extremo de la tubería donde el aire y salida de agua se hace pasar fácilmente a través de una columna de GAC para eliminar el ozono residual y el ozono subproductos. En funcionamiento normal huelo ningún ozono en la habitación en el sótano, donde se realiza la operación.Tampoco hay lugar para cualquier detritus se acumule en este sistema, excepto en el carbono activado en sí. La columna GAC se detalla más adelante en este artículo .

Cámara de reacción de ozono: Materiales adecuados


F o los que el diseño y la construcción de sistemas de ozono, utilizando los materiales adecuados es un factor importante. Algunos plásticos y cauchos se vuelven frágiles y se rompen rápidamente después de la exposición prolongada al ozono. Un número de diferentes sitios en línea tienen guías de compatibilidad; Cole Parmer , por ejemplo. La información de la Tabla 1 se tomó de su información en “materiales”. También tienen una guía de selección de la tubería (que se muestra en la Tabla 2).

Claramente, algunos materiales que los acuaristas pueden usar, como el nylon, no son la mejor opción.Tiendas de acuario venden tubería resistente al ozono, que es una buena opción para su uso entre el generador de ozono y la cámara de reacción.

Tabla 1. Compatibilidad del material con ozono
Material
Clasificación
Plástico ABS
Bueno
Acetal (Delrin®)
Feria
Buna-N (nitrilo)
Efecto severo
Butilo
Excelente
CPVC
Excelente
Durachlor-51
Excelente
Durlon 9000
Excelente
EPDM
Excelente hasta 100 ° F
EPR
Excelente
De etileno-propileno
Excelente
Flexelene
Excelente
Fluorosilicona
Excelente
Vidrio
Excelente
HDPE
Excelente
Hypalon®
Excelente
Hytrel®
Feria
Kalrez
Excelente hasta 100 ° F
Kel-F® (PCTFE)
Excelente
LDPE
Bueno
Caucho natural
Efecto severo
Neopreno
Feria
Nylon
Efecto severo
PEEK
Excelente
Poliacrilato
Bueno
Poliamida (PA)
Feria de Efecto severo
Policarbonato
Excelente
Polipropileno
Feria
Polisulfuro
Bueno
Poliuretano, millable
Excelente
PTFE (Teflon®)
Excelente
PVC
Bueno
PVDF (Kynar®)
Excelente
Santoprene
Excelente
Silicona
Excelente
Acero inoxidable – 304
Bueno / excelente
Acero inoxidable – 316
Excelente
Teflón
Excelente
Titanio
Excelente
Tygon®
Bueno
Vamac
Excelente
Viton®
Excelente
Tabla 2. Compatibilidad de Tubería con Ozono
Tipo Tubing
Resistencia al ozono
Bev-A-Line® IV
D
Bev-A-Line® V
D
Bev-A-Line® XX
C
Chemfluor® 367
La
ETFE
La
FEP
La
Goma de hule
C
Kynar®
La
MFA
La
Norprene®
La
Norprene® de calidad alimentaria
La
Presión Norprene®
La
Nylon
C
PEEK
La
PFA
La
PFA-450 de alta pureza
La
PharMed®
La
Polietileno
B
El polietileno, revestida con FEP
La
Poliimida
La
Polipropileno
C
Poliuretano (claro, aqua-tono)
La
Poliuretano (rojo, verde, azul, negro)
La
PTFE
La
PTFE con código de color
La
PVC
La
PVC Bubble®
B
PVC de calidad alimentaria
La
PVC reforzado
B
PVC reforzado con alambre
B
Silicona, curado con peróxido
La
Silicona, curado con platino
La
Peróxido reforzada de Silicona
La
Acero inoxidable, 316
La
Tygon®, FEP-alineada
B
Tygon® combustible / lubricante
La
Tygon® comida / bebida
B
Tygon® de alta pureza
B
Tygon® alta pureza reforzado
B
Tygon® laboratorio; vacío
B
TYGON® pres silicona sanitarias.
La
Silicona Tygon®
B
Tygon®, resistente a los químicos de ultra
B
Presión Tygothane®
La
Vinilo
C
Viton®
La
Un daño -No después de 30 días de exposición constante. B -Pequeña o ningún daño después de 30 días de exposición constante. C -Algunos efecto después de 7 días de la exposición constante. Los efectos pueden incluir: fisuras, grietas, pérdida de fuerza, decolorar, ablandar o hinchazón.El ablandamiento y la hinchazón son reversibles en algunos casos. D -No recomendado para su uso continuo. Se puede producir un daño inmediato.


Seguridad de ozono para los humanos: Antecedentes


O zona en el aire puede ser un significativo peligro para la salud a los seres humanos. Un estudio reciente de la EPA (que se publicará en abril de 2006 en Environmental Health Perspectives ) muestra que el ozono puede causar la muerte prematura a niveles de exposición prolongados tan bajas como 0,08 ppm. Ese nivel es considerablemente menor de lo que se creía anteriormente. Estudios previos habían sugerido que un nivel de 0.2 ppm no era un riesgo significativo para la salud. Está más allá del alcance del artículo a diversos efectos en la salud detalle del ozono, pero debería ser evidente que si el ozono puede ser utilizado para oxidar y descomponer materiales orgánicos, a continuación, la exposición al ozono a los seres humanos, que se componen de tejido orgánico, no es deseable .

Como la mayoría de los acuaristas no tienen metros de detección de ozono (ver más abajo), ¿cómo deben determinar si están potencialmente expuestos a niveles indeseablemente altos? Aparte de no usar el ozono, lo que podría ser una opción razonable para muchos acuaristas por muchas razones, incluyendo la salud, yo recomendaría la prueba de olfato. Parece que la mayoría de la gente puede detectar el ozono en el aire por el olor a niveles algo por debajo de 0,08 ppm. Por lo tanto, si usted puede oler el ozono, que puede o no estar en niveles peligrosos. Es muy posible, sin embargo, utilizar ozono en una forma en que no se puede oler, en el supuesto de que el equipo y los procedimientos son adecuados, incluyendo pasar el aire post-reactor durante una cantidad adecuada de GAC (discutido en la próxima sección). Mi consejo es, entonces, que si usted elige utilizar el ozono, lo hace de una manera en la que no se puede detectar su olor. ¿Eso es una garantía de que va a sufrir ningún efecto dañino?No. Algunas personas tienen un sentido del olfato mucho más pobre que otros. Y los estudios futuros podrían mostrar efectos nocivos, incluso a niveles por debajo del umbral de detección por el olfato humano. Pero si estuviera usando la capa de ozono, y podía olerlo, me gustaría adoptar medidas positivas para reducir el escape del gas de ozono.

Para aquellos que estén interesados, muchas marcas de medidores de ozono son adecuados para determinar si los niveles indeseables de ozono están en el aire. Ellos son, por desgracia, bastante caro.El EW-86316-20 Ozono Medidor de Cole Parmer, por ejemplo, se vende por $ 350 y muestra los niveles de 0,02 a 0,14 ppm. Algunos kits de prueba también involucran la exposición de una tarjeta de sensibilizadas al aire. Estos no son caros, y para los acuaristas preocupados por la seguridad de ozono, pueden ser una buena manera de determinar si una configuración particular plantea algún riesgo. Los kits se pueden obtener en muchos puntos de venta, incluyendo:

http://www.iaacm.org/freeozonetest.html
http://www.alerg.com/page/A/PROD/TK/AVC2000
http://www.indoorairtest.com/ozone.asp

A modo de referencia, el resumen de los efectos sanitarios de ozono que se presentó en el primer artículo de esta serie se reproduce a continuación para mayor comodidad.

Efectos del ozono en la atmósfera inferior :

0,003-0,010 ppm
Los niveles más bajos detectables por la persona promedio (por el olor). 0.08 ppm reciente estudio de la EPA ( para publicar en abril de 2006 ) reporta un aumento significativo del riesgo de muerte prematura en los seres humanos. Cada 0,01 ppm aumento se debe en un aumento del 0,3 por ciento en la mortalidad temprana. 0,001-0,125 ppm de concentración de ozono en el aire natural. 0,1 ppmLa concentración típica máxima permitida continua de ozono en las zonas industriales de trabajo y espacios públicos y privados. 0,15-0,51 ppm El pico típico concentración en las ciudades estadounidenses. 0,2 ppm La exposición prolongada de los seres humanos en las condiciones de trabajo típicos no produjo efectos evidentes. 0.3 ppm El nivel umbral de irritación nasal y de garganta. Algunas especies de planta de vida muestran daños. 0,5 ppm el nivel en que Los Angeles, California declara su Alerta Smog No. 1;puede causar náuseas y dolores de cabeza. 1 a 2 ppm el nivel en que Los Angeles, California declara sus alertas de smog Nos. 2 (1,00 ppm) y 3 (1,50 ppm). Síntomas:. Dolor de cabeza, dolor en el pecho y la sequedad de las vías respiratorias 1.4 a 5.6 ppm causa graves daños a las plantas. 5 a 25 ppm letal para los animales en varias horas.25+ ppm Probable letal para los humanos en una hora.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Seguridad de ozono para los humanos: GAC para el efluente Aire


I n el fin de reducir el nivel de ozono en el aire que pasa a partir de una cámara de reacción de ozono o skimmer, lo mejor es pasar el aire a través de una cantidad adecuada de carbón activado (o tal vez de desviar fuera de la casa, ya que algunos acuaristas hacer ahora). Dado que el ozono se une al carbono activado (que se muestra como C *), que primero se disocia en la superficie del carbono en S de la envolvente y O 2 :

O 3   + C *  à   O 2   + CO *

El O 2 es liberado en la corriente de aire. Algunos de carbón activado oxidado permanece, pero la mayoría se descompone para producir más O 2 que se libera:

2CO *  à   * 2C + O 2

Mientras que los tipos de carbono activado más adecuado para esta aplicación en fase gaseosa pueden ser diferentes de aquellas que se adaptan para el tratamiento de agua, resulta que los utilizados por los acuaristas puede ser eficaz. Al pasar el aire a través de los efluentes a escasos centímetros de carbón activado marca Marineland Negro Diamante lleno eliminado principalmente el olor de la habitación donde realicé mis experimentos de prueba. La única manera de detectar el olor por la nariz para oler directamente en la parte superior de la columna de GAC. En ausencia de la GAC, el ozono liberado fue suficiente para hacer que todo el olor a sótano fuertemente de ozono, y que era cierto si corrí el ozono a través del reactor de ozono Coralife, mi ETS 800 skimmer Géminis o mi reactor de tubo (mediciones adicionales usando cada configuración se detallará el próximo mes).

Desafortunadamente, no siempre es fácil de conseguir una reducción tal de ozono debido a la forma en que muchos skimmers liberan aire. En mi opinión, la falta de una manera adecuada para tratar el efluente de aire con GAC es un inconveniente sustancial de cualquier reactor o skimmer para lo cual es un problema. Algunos filtros de carbón comerciales están diseñados para este propósito. La CAF-12 Filtro de aire del carbón hecha por conceptos técnicos marítimos, por ejemplo, se ajusta a los requisitos para esta aplicación.

Diseñé mi propio filtro de combinación para tratar tanto el aire y el agua efluente de los reactores de ozono que utilizo (Figura 9). Consiste en un “tubo de diámetro de PVC cortado alrededor de 2 ‘de largo. En un extremo Os adjunto un 4” 4 a 3 “reducción apropiado, y atrapado en un 4” círculo de malla de plástico (que se vende para mantener las hojas de las canaletas del techo de la casa) . Esta malla se sentó en la interfaz entre el “PVC 4 y el accesorio reductor. Además de eso me puse una bolsa grande de GAC, y en la parte superior de la bolsa me llena el resto del tubo con GAC suelto (Marineland Diamante Negro).

Figura 9. La columna de carbón activado casera que he usado para tratar el aire y el agua para reducir la capa de ozono y sus derivados. Se encuentra a 18 “de altura y hecha de 4” tubo de PVC.

Esta columna de GAC está sostenida por una cadena unida al extremo superior del tubo. Otro extremo de la cadena se une a una viga del techo. La parte inferior de la columna (el accesorio reductor) se sienta en un “agujero de 3,5 cortado en la tapa cubo de basura de plástico que se encuentra en la parte superior de mi sumidero. El PVC está descansando en gran medida de la cubierta del sumidero, y la cadena sólo mantiene en posición vertical.

Dependiendo de la cámara de reacción de ozono se utiliza, ya sea tanto las salidas de aire y de agua (para el reactor de ozono Coralife), o un combinado de salida (para mi reactor de tubos), se pega en la columna. Específicamente, el extremo de la tubería, donde la salida de agua y el aire se ha quedado atascado sobre 3 “por debajo de la parte superior de la GAC, con otro pie o más de GAC debajo de él. Que el agua pasa por encima de este pie, y el aire probable que sale de la parte superior de la columna de la GAC ​​(aunque algunos también pueden salir de la parte inferior).

Cuando esta columna GAC ​​está conectado correctamente, no puedo oler el ozono en la sala, mientras se quita el tubo de la columna de la GAC ​​llena rápidamente todo el sótano con ozono que es fácilmente detectado por el olfato. No es bonita, pero es barato y funciona bien!

El recipiente de recogida de skimmate modificado por Jose Dieck que se describe en una sección anterior ( cámara de reacción de ozono: Skimmers ) es una solución algo más elegante a la necesidad de hacer pasar el aire saliendo de un skimmer sobre GAC.

Seguridad frente al ozono al Acuario: GCA para el efluente de agua


I n el fin de reducir el nivel de ozono y sus tóxicos derivados (bromato, ácido hipobromoso, etc.) en el agua que pasa a partir de una cámara de reacción de ozono o skimmer, lo mejor es pasar el agua a través de una cantidad adecuada de carbón activado. El primer artículo de esta serie discute la química detrás de descomposición catalítica del carbón activo de la capa de ozono y sus derivados, la producción de oxígeno. Este proceso se puede controlar mediante una prueba de cloro, tales como el modelo Hach CN-70 , o uno que funciona de manera similar pero que los informes de resultados como el ozono (por ejemplo, el modelo de Hach OZ-2 ). La columna GAC través de la cual Paso tal agua (Figura 9) redujo sustancialmente la residual reportado OPO . Dependiendo de la velocidad de flujo y otras variables, la caída fue de 0,1 ppm a 0,04 ppm equivalentes de cloro o de 0,05 ppm a menos de 0,02 equivalentes de cloro ppm (el límite inferior de detección). Dicho tratamiento GAC no parece sensiblemente inferior ORP, por lo que no es una buena manera de medir la eficacia del GAC.

Esta aplicación de la GAC es, creo yo, mucho más exigente que cuando simplemente tratar el agua para eliminar las sustancias orgánicas. En la última aplicación, si un poco de agua pasa por el GAC sin interactuar con él, no es un problema; sólo reduce la eficacia del tratamiento, pero los orgánicos puede ser capturado la próxima vez que el agua pasa a través de la GAC. O, por el pase después de eso … y sigue y sigue. No es una situación en la que se necesita para eliminar todo de algo en una sola pasada.Los OPOs resultantes de la reacción del ozono con agua de mar, sin embargo, no son tan benigno. Es mucho mejor para sacarlos en el primer paso por el GAC. Sea cual sea OPO llega al tanque principal probablemente reaccionará allí. Si reacciona con compuestos orgánicos solubles, o con partículas de materia orgánica, eso no es un problema; probablemente lo es incluso deseable. Pero esas especies reactivas que entran en contacto con los organismos serán más problemático, como se detalla en elprimer artículo .

Seguridad de ozono del acuario: Supervisar y Controlar el ORP


O zona es un poderoso oxidante, y acuaristas necesitan para asegurarse de que no están agregando demasiado a sus acuarios. Hay historias reales de los acuaristas que han causado desastres tanque añadiendo demasiado ozono (incluyendo, por ejemplo, la muerte de tres tiburones en el Acuario de Devon en 2001, cuando una falla en la computadora permitió la entrega de un exceso de ozono).Además de dimensionar adecuadamente los componentes necesarios (generador de ozono, tratamiento de GAC, etc.), hay una manera relativamente simple para asegurar que el tanque no está siendo sobredosis, y que es mediante el control ORP (potencial de reducción de la oxidación).

Cubrí ORP extensamente en un artículo anterior ( ORP y el Acuario de Arrecife ), incluyendo lo que realmente significa y cómo medirlo. También discutí impacto químico de ozono en ORP en elprimer artículo de esta serie, así que no voy a detenerme en cualquiera de estos aspectos aquí. ORP se mide con un medidor de combinación y el electrodo simple, tal como pH es. Por desgracia, eso es donde termina la analogía con el pH. La teoría detrás de ORP es complejo, y no es lo que las medidas de los productos químicos en el agua de un electrodo ORP realmente claro. El electrodo también puede tomar horas a días se equilibre con el agua de mar, ya que varios materiales orgánicos e inorgánicos se unen a o son liberados, por lo que su respuesta a los cambios puede no ser rápido.

Además de metros ORP simples, tales como la marca Pinpoint muestra en la Figura 10, muchos acuaristas utilizan controladores de ORP (Figura 11). Estos dispositivos son muy útiles ya que pueden cortar la energía a un generador de ozono (y en cualquier otro dispositivo deseados) si el ORP se eleva demasiado. Todo lo que un aficionado tiene que hacer es decirle al dispositivo de cuál debería ser el límite superior de ORP, y ya está listo para ir. Algunas empresas (por ejemplo, Mar Rojo) venden los generadores de ozono que incorporan un medidor de ORP o controlador. Estos pueden ser conveniente o menos costoso, pero no incorpora ningún tipo de ventaja inherente.

Las figuras 10 y 11. La marca Pinpoint de monitor de ORP (izquierda) y el controlador de ORP (derecha) vendido por American Marine.

En la dosificación de ozono a un acuario de arrecife, más ozono que se añade al sistema, mayor será el ORP se elevará. No estoy de acuerdo con las afirmaciones de que algunos aficionados han hecho que el aumento de ORP significa limpiador o agua “mejor”. Si ORP va a ser utilizado como una guía para prevenir la sobredosificación de ozono, sin embargo, entonces se necesita algún comentario sobre los niveles objetivo de ORP.

Sin el uso de ozono, el acuario de arrecife varían ampliamente en sus valores ORP. Algunos acuaristas reportan valores en los años superiores de 300 mV, mientras que algunos afirman incluso más de 400 mV. ORP de mi sistema de arrecifes se ejecuta en el centro de la parte superior 200 mV sin ozono.Algunos afirman que los valores aún más bajos. Parte de estos rangos puede estar relacionada con complicaciones en la calibración del valor Redox y equilibrar ORP (un proceso que puede tomar días), y parte al hecho de que ORP varía con el pH, pero gran parte de ella probablemente se relaciona con aspectos reales de la cría que cambian el ORP base que alcanza un acuario.

Antes de pasar a discutir ORP y el ozono, déjame relaciono un problema que puede afectar a la fuerza con los acuaristas deben confiar en la veracidad de los ORP. Como se mencionó anteriormente, ORP no es una medición simple de equilibrio. La sonda en sí puede tener un recuerdo de lo que anteriormente se ha expuesto a, y que puede afectar a las lecturas, incluso si parece ser calibrado correctamente. Esa memoria puede referirse a materiales orgánicos e inorgánicos unidos a la propia superficie de platino.Por ejemplo, si puedo calibrar la sonda ORP (en Pinpoint 400 fluido mV), dejar reposar y estabilizar en mi tanque durante muchos días y luego lo puso de nuevo en un nuevo lote de la misma fluido de calibración de ORP, se lee el valor que se supone que en el fluido de calibración. Pero después de regresar al agua del tanque, ORP del tanque lee 25-30 mV más alto que antes se puso la sonda en el fluido de calibración, y que tiene una duración de impulso días. Asimismo, poniendo el electrodo ORP en soluciones de ORP muy altas (de efluentes del reactor de ozono, por ejemplo) parece afectar el electrodo en la dirección opuesta, dejando caer ORP observado del tanque en aproximadamente 25 mV cuando se mide más de un día más tarde (y mucho más cuando se mide de forma inmediata). El mensaje final es que los acuaristas no deben interpretar pequeños cambios, ORP absolutos en el sentido de nada en particular, y pueden, de hecho, sólo tiene que reflejar los cambios que suceden a la sonda ORP en sí, y no los cambios que ocurren en realidad en el agua.

Al iniciar el uso de ozono, algunos aficionados, como yo, ver sólo un pequeño aumento de la ORP, incluso a los niveles recomendados de ozono. Mi ORP no se eleva por encima de 330 mV, por ejemplo, y los tanques de algunos aficionados “todavía están en el rango de 200 mV, incluso después de iniciar el ozono. Otros, presumiblemente aquellos que comienzan con un alto valor de ORP, a pesar de que puede no ser el único factor, fácilmente conducir ORP de su tanque demasiado alto si no se controla.

Así que con todo lo que la discusión de fondo detrás de nosotros, aquí están mis recomendaciones para la vigilancia y control de ozono ORP en el acuario de arrecife utilizando un generador de ozono de tamaño adecuado que parece estar funcionando, y un medidor de ORP debidamente calibrado:

1. Si la ORP nunca parece elevarse por encima de 375 mV después de iniciar el ozono, no se preocupe por el control de la capa de ozono o el ORP. Sólo se deja correr completo fuera.Además, no te preocupes por la necesidad de un generador más grande, suponiendo que ha hecho subir la ORP en al menos 25 mV por encima de donde estaba antes de la adición de ozono. Es probable está cumpliendo las tareas necesarias (tales como hacer el agua más clara). Sólo si algún otro aspecto del uso de ozono es poco satisfactoria (por ejemplo, la falta de claridad del agua) iba a buscar otras opciones, como un generador de ozono más grande o una cámara de contacto mejor.

2. Si la ORP comienza por encima de 375 mV, o se levanta allí durante el uso de ozono, el uso de un controlador de ORP sería valiosa para evitar la ORP se eleve demasiado. Utilice el controlador para apagar el ozono cuando la ORP se eleva demasiado. Otra opción sería la de cerrar el flujo de aire para ahorrar papel de la secadora, pero asegúrese de que el agua no puede fluir de nuevo en el generador de ozono si el aire se detiene. Me gustaría establecer el objetivo ORP algo por encima de la línea de base ORP en ausencia de ozono – al menos 350 mV, tal vez 400 mV, pero nunca por encima de 450 mV.

Resumen


T l uso de ozono en el acuario de arrecife tiene ventajas y desventajas. El principal de las ventajas es la mejora de la claridad del agua. Por desgracia, una preocupación importante es la toxicidad del ozono y sus derivados a los seres humanos y los habitantes del acuario de arrecife. El uso adecuado del equipo adecuado, sin embargo, puede mitigar este riesgo en un grado sustancial. Para los que decidan utilizar el ozono, mis recomendaciones son:

1. Tamaño una bomba de aire adecuada para el generador de ozono y la cámara de contacto que se utiliza. Una bomba de aire con una velocidad de flujo variable puede ser útil. Utilice una bomba de aire que puede manejar la presión trasera si se presuriza la cámara de contacto.

2. uso potencialmente un secador de aire para aumentar la salida de ozono, disminuir la producción de ácido nítrico y prolongar la vida útil del generador. Si se utiliza un generador de ozono bombilla UV, un secador de aire no es necesario.

3. Utilice un generador de tamaño adecuado para su sistema, del orden de 0,3 a 0,5 mg O 3/ hora por cada galón de agua del acuario. Mientras que un generador excesivamente grande puede no costar mucho más, se puede correr el riesgo de una sobredosis del acuario.Al igual que con muchos aditivos de arrecife, utilizando más de lo recomendado es rara vez mejor.

Se pueden utilizar 4. Muchos tipos de cámaras de contacto aire / agua comerciales o bricolaje. Sistemas óptimo tendrá un tiempo de contacto significativo entre el aire y el agua ozonizada del acuario, permitirá que el agua ozonizada actuar durante un período sustancial, y pueden estar bajo una presión significativa. Skimmers se pueden utilizar, pero están lejos de ser óptima.

5. Para la seguridad de las personas en las inmediaciones del acuario, asegúrese de pasar el aire de efluentes a través de una adecuada cantidad de carbón activado para evitar cualquier olor de ozono. Un kit de prueba o metro para la detección de ozono en el aire puede ayudar a aliviar las preocupaciones de los acuaristas.

6. Para la seguridad de los habitantes del acuario, pasar el agua ozonizada sobre carbón activo para reducir la concentración de subproductos de ozono y el ozono tóxicas en el agua.

7. Supervisar el ORP al usar ozono. Si se eleva por encima de 375 mV, y así no puede, asegúrese de controlar con cuidado para que no se eleva indeseablemente alto (por encima de 450 mV).

8. Una vez que el sistema esté en pleno funcionamiento, el flujo de aire, flujo de agua, el establecimiento generador de ozono, tratamiento GAC y otros parámetros deben ajustarse para maximizar su rendimiento. ORP se puede utilizar para medir la adición de ozono. Un kit de ensayo de cloro se puede utilizar para medir la eliminación de los subproductos de ozono y el ozono del agua tratada.

Para aquellos interesados ​​en más detalles técnicos de la generación de ozono y el uso, Stephen Spotte tiene amplios debates en uno de sus primeros libros, “los acuarios de agua: El Cautivo Medio Ambiente” de 1979. Aunque un poco anticuado, y no orientado a la del acuario o para hacer el agua más claro, proporciona un análisis científico de los muchos problemas de generación de ozono y de uso. Hace poco compré una copia usada de Amazon por $ 6. Aquellos diseñar cámaras de reacción de ozono y dispositivos relacionados (skimmers, etc.) pueden estar interesados ​​en “Sistemas Acuáticos Ingeniería: Dispositivos y cómo funcionan” por Pedro Ramón Escobal .

El mes que viene mi artículo describirá en detalle los efectos que el ozono tuvo en mi acuario. Mientras tanto,

Feliz Reefing!


 

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