Jak działa ozonator?

Ozonator przetwarza tlen na ozon za pomocą wysokiego napięcia lub promieniowania UV. Generowany gaz skutecznie utlenia i eliminuje zanieczyszczenia biologiczne oraz chemiczne, jest używany przede wszystkim do dezynfekcji wody i powietrza. Jednak z uwagi na toksyczność ozonu wymaga stosowania w kontrolowanych warunkach, systemów monitoringu i dokładnej konserwacji. Przy poprawnym użyciu i odpowiednich zabezpieczeniach, urządzenia te stanowią potężne narzędzie w szerokim wachlarzu zastosowań higienicznych oraz przemysłowych.

Czym jest ozonator?

Ozonator to urządzenie generujące gaz ozon (O₃) z czystego tlenu (O₂) lub powietrza. Ozon są niezwykle reaktywnym oksydantem, zdolnym skutecznie niszczyć bakterie, wirusy, pleśnie, związki organiczne i nieprzyjemne zapachy .

Jak powstaje ozon?

Z rozładowania koronowego 

Najczęściej stosowana metoda. Wykorzystuje ona przepływ tlenu lub powietrza przez przestrzeń między elektrodami, oddzielonymi dielektrykiem. Przez wysokie napięcie powstaje rozładowanie koronowe, które rozszczepia cząsteczki O₂ na pojedyncze atomy tlenu. Te natychmiast łączą się z O₂, tworząc O₃.

Schematycznie proces wygląda tak: 

Powietrze → wys. napięcie → rozszczepienie O₂ → tworzenie O₃ → wylot ozonu do procesu.

• Wpływ środowiska: wilgotność i temperatura wpływają na wydajność – w wilgotnym powietrzu efektywność spada nawet o połowę.
• Metale i ceramika: ozonatory wykorzystują ceramiki, dielektryki, elektrody ze stali.

Z promieniowania UV

Alternatywa, w której UV (zwykle 184–254 nm) rozszczepia O₂, umożliwiając powstanie O₃. Mniej wydajne niż rozładowanie koronowe.

Metoda elektrolityczna

Rzadziej stosowana – polega na rozkładzie wody za pomocą elektrody w systemie elektrochemicznym. Wytwarza ozon i nadtlenek wodoru jednocześnie.

Jak zbudowany jest ozonator

1. Źródło gazu (powietrze lub czysty tlen) – często suszone, aby uniknąć degradacji elektrod.
2. Źródło wysokiego napięcia – transformator, przetwornica lub IGBT zapewniają napięcie 6–20 kV, często zmienne lub wysokoczęstotliwościowe.
3. Komora ozonowa – dielektryk + elektrody metalowe lub ceramika; wrażliwa na zanieczyszczenia, wymaga regularnego czyszczenia.
4. Wentylator / kompresor / pompka – zapewnia przepływ gazu.
5. System kontroli – sensory, regulatory, zabezpieczenia, w tym detektory stężenia ozonu dla bezpieczeństwa.

Najważniejsze zastosowania ozonatorów

• Uzdatnianie wody – dezynfekcja, usuwanie metali (Fe, Mn), zapachów, barw; wynik: czysta woda bez pozostałości chemicznych .
• Ozonowanie powietrza – w pomieszczeniach niezamieszkałych usuwa pleśnie, bakterie, zapachy, dym. Stężenia przemysłowe niszczą zanieczyszczenia, ale są toksyczne dla ludzi .
• Technologie hybrydowe – generatory ozonu współpracujące z nanobąbelkami, filtrami, UV, używane w przemyśle, laboratoriach, akwariach .

Bezpieczeństwo i ograniczenia

Ozon jest silnym drażniącym środkiem, który może podrażniać drogi oddechowe – powodując kaszel, uczucie duszności, szczypanie w oczach i zwiększoną wrażliwość na alergeny, co szczególnie niebezpieczne jest dla osób z astmą, chorobami płuc czy seniorów. W celu ochrony zdrowia zaleca się, aby stężenie ozonu w powietrzu nie przekraczało 0,1 ppm (8‑godzinny limit OSHA/NIOSH), a w medycznych zastosowaniach nie przekraczało nawet 0,05 ppm zgodnie z wytycznymi FDA. Silne właściwości utleniające ozonu mogą także przyczyniać się do degradacji materiałów takich jak tworzywa sztuczne, powłoki, gumy, tkaniny i metale – zwłaszcza przy wyższych stężeniach używanych w odkażaniu. Ponadto generatory ozonu wymagają regularnej konserwacji: konieczne jest czyszczenie komór zanieczyszczających dielektryk (co zapobiega spadkowi wydajności i awariom), wymiana uszczelek, wentylatora i elektrody oraz kontrola zaworów zwrotnych – zaniedbania w tym zakresie znacznie skracają żywotność urządzenia i mogą prowadzić do wycieków lub zwarć elektrycznych.

6. Zalety i wady ozonatorów