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Wasseraufbereitung

Anwendungen von Ozon in der Wasseraufbereitung: Verständnis von Prozessen, Mechanismen und Vorteilen

Von Winnie Lau Veröffentlicht 2025-03-31 Aktualisiert 2026-10-07 5 min. Lesewert
Anwendungen von Ozon in der Wasseraufbereitung: Verständnis von Prozessen, Mechanismen und Vorteilen

Als Unternehmen, das sich auf komplette Lösungen für Wasseraufbereitungssysteme spezialisiert hat, sind wir überzeugt, dass das, was wir unseren Kunden liefern, weit über die Ausrüstung hinausgeht – wir bieten technische Expertise, technische Erfahrung und zuverlässigen Langzeitservice. Unter den vielen heute verwendeten Behandlungsmethoden hat die Ozon-(O₃)-Technologie aufgrund ihrer starken Oxidationskapazität und ihres breiten Anwendungsbereichs zunehmend Aufmerksamkeit erlangt.

Applications of Ozone in Water Treatment: Understanding Processes, Mechanisms, and Advantages

Ozon wurde erstmals bereits 1905 in der Wasseraufbereitung eingesetzt. Mit kontinuierlichen Fortschritten in der Ozonerzeugungstechnologie und gesenkten Betriebskosten gelten ozonbasierte Systeme heute als eine der vielversprechendsten Lösungen für die moderne Wasseraufbereitung.


1. Warum Ozon ein so starker Oxidator ist

Ozon ist bekannt für seine außergewöhnlich starke Oxidationsfähigkeit. Obwohl der genaue Reaktionsmechanismus auf molekularer Ebene noch erforscht wird, zeigen die meisten Studien, dass Hydroxylradikale (•OH) – die entstehen, wenn Ozon in Wasser zersetzt wird – die Hauptkraft hinter seiner Oxidationsstärke sind.

Schlüsselmerkmale von Hydroxylradikalen:

  • Sie gehören zu den am stärksten bekannten reaktiven Oxidierenden, die in Wasser vorkommen.

  • Sie lösen eine Vielzahl von Kettenreaktionen in Gang und zerlegen komplexe organische Moleküle in kleinere, besser biologisch abbaubare Verbindungen.

  • Sie können sekundäre Oxidanten bilden, wenn sie mit Substanzen wie Benzolderivaten reagieren.

  • Carbonat- und Bicarbonationen können in Gegenwart von •OH zu aktiveren Oxidanten oxidiert werden.

  • Ozonmoleküle können sich auch in Hydroperoxidionen dissoziieren und so zu den Oxidationswegen beitragen.

Diese kombinierten Reaktionen machen Ozon äußerst effektiv beim Abbau von Schadstoffen, die herkömmliche Behandlungen nur schwer entfernen können.


2. Wichtige ozonbasierte Wasseraufbereitungsverfahren

Ozon kann allein oder in Kombination mit anderen Behandlungsmethoden verwendet werden. In der Praxis gehören zu den gebräuchlichsten Konfigurationen:

  1. Ozon + Biologischer Aktivkohle (BAC)

  2. Ozon + Gerinnung

  3. Ozon + Aktivkohle-Adsorption

  4. Ozon + Aktivschlamm

  5. Ozon + Membranfiltration

  6. Ozon + Ultraschallbehandlung

Im Folgenden finden Sie einen genaueren Blick darauf, wie jede Methode funktioniert.

Applications of Ozone in Water Treatment: Understanding Processes, Mechanisms, and Advantages


2.1 Ozon + Biologischer Aktivkohle (BAC)

Prozessmerkmale:

  1. Zuerst wird Ozon ins Wasser dosiert.

  2. Seine starke Oxidationsfähigkeit zerlegt langkettige organische Moleküle in kleinere Fragmente, wodurch Mikroorganismen leichter abgebaut werden können.

  3. Ozon erhöht außerdem den gelösten Sauerstoffgehalt im Wasser.

  4. Das Wasser gelangt dann in die BAC-Einheit, wo biologisch abbaubare organische Stoffe von Kohlenstoff adsorbiert und von aeroben Mikroorganismen zu CO₂ und H₂O abgebaut werden.

Vorteile

  • Die Ozon-Vorbehandlung verbessert die biologischen Abbaubarkeit von Abwasser.

  • Die Ansammlung organischer Substanz und die Sauerstoffanreicherung beschleunigen biologische Reaktionen.

  • Mikrobieller Abbau stellt die Adsorptionskapazität von Aktivkohle wieder her.


2.2 Ozon + Gerinnung

Dieser Prozess nutzt die Fähigkeit des Ozons, um:

  • Zerstöre hydrophile organische Substanzen

  • Wandeln Sie sie in hydrophobe Formen um

Sobald diese Umwandlung erfolgt, steigt die Gerinnungs- und Sedimentationseffizienz erheblich, was die Trennung von festen und flüssigen Feststoffen nachgeschaltet effektiver macht.


Applications of Ozone in Water Treatment: Understanding Processes, Mechanisms, and Advantages

2.3 Ozon + Aktivkohle-Adsorption

Aktivkohle hat aufgrund von Porengrößenbeschränkungen eine begrenzte Fähigkeit, große organische Substanzen zu adsorbieren. Ozon zerlegt diese komplexen Moleküle in kleinere, adsorbierbarere Fragmente, was effektiv:

  • Erhöhung der Adsorptionseffizienz von Kohlenstoff

  • Verlängerung der Lebensdauer von Aktivkohle

  • Erhöhung der Entfernungsraten für feuerfeste organische Stoffe


2.4 Ozon + Belebter Schlamm

Ähnlich wie beim BAC-Prozess erhöht die Ozon-Vorbehandlung die biologische Abbaubarkeit, sodass das Aktivschlammsystem Schadstoffe effizienter entfernen kann.


2.5 Ozon + Membranbehandlung

Ozon wird häufig stromaufwärts oder stromabwärts von Ultrafiltrationsmembranen (UF) aufgetragen. Zu den Vorteilen gehören:

  • Tieferer biologischer Abbau

  • Höhere Entfernungsrate komplexer organischer Schadstoffe

  • Reduzierte Membranverschmutzung

Eine höhere Ozondosis fördert im Allgemeinen den biologischen Abbau und verbessert die Systemstabilität.


2.6 Ozon + Ultraschallbehandlung

Ozon in Kombination mit Ultraschalltechnologie verstärkt den Massentransport und fördert den Abbau komplexer Schadstoffe, wodurch die Methode für bestimmte schwierige Abwassertypen geeignet ist.


3. Katalytische Ozonierungsprozesse

Die katalytische Ozonisierung ist ein weiterer kritischer Zweig der Ozontechnologie. Es umfasst:

  1. Ozon / H₂O₂ (alkalische katalytische Ozonierung)

  2. Ozon / UV (Ultraviolett) (photokatalytische Ozonierung)

  3. Ozon / Fester Katalysator (heterogene katalytische Ozonisierung)

3.1 Alkalische katalytische Ozonierung

OH⁻-Ionen katalysieren den Abbau von Ozon und bilden Hydroxylradikale (•OH), die dann organische Verbindungen oxidieren.
Typischer Reaktionsweg:
O₃ + OH⁻ → O₂ + HO₂⁻
HO₂⁻ + O₃ → •OH + O₂ + O₂

3.2 Photokatalytische Ozonierung (O₃/UV)

UV-Licht dient als Energiequelle.
Unter UV-Bestrahlung:

  • Ozon erzeugt H₂O₂

  • H₂O₂ zerlegt sich in •OH-Radikale

  • Organische Schadstoffe können in einen angeregten Zustand gelangen, was den Abbau erleichtert

Diese Methode ist besonders effektiv bei feuerfestem organischem Abwasser.

3.3 Heterogene katalytische Ozonierung

Eine neuere und sich schnell entwickelnde Technologie.
Feste Katalysatoren – wie CuO, Fe₂O₃, NiO, TiO₂ und Mn – beschleunigen die Zersetzung von Ozon in •OH-Radikale und verbessern die Oxidationseffizienz erheblich.


Über Shenzhen PengXiang Huixing

Seit seiner Gründung im Jahr 2005 konzentriert sich Shenzhen PengXiang Huixing auf das Design, die Entwicklung, Fertigung, Installation und Wartung vollständiger Wasseraufbereitungslösungen. Diese Lösungen umfassen:

  • Natürliches Mineralwasser

  • Verpacktes Trinkwasser

  • Gereinigtes Wasser

  • Aseptisches Wasser für die Herstellung von Lebensmitteln und Getränken

  • Milch- und Teeverarbeitungswassersysteme

Um die Produktzuverlässigkeit weiter zu verbessern, betreibt das Unternehmen ein ultrasauberes Labor der Klasse 1000.

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Wir haben erfolgreich Wasseraufbereitungsprojekte für bekannte Marken wie folgende durchgeführt:

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Mit 600+ fertiggestellten Wasseraufbereitungslinien gewinnt PengXiang Huixing weiterhin starke Anerkennung in der Branche und das Vertrauen der Kunden.

 

Winnie Lau Ingenieur, PengXiang

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