Ozon: decompositie

Scavengers werken als inhibitors doordat ze reageren met OH radicalen en daardoor de kettingreactie kunnen afremmen (zie reactiemechanismen ozon). De reactieproducten reageren namelijk niet verder met ozon. Met name bij carbonaat is dit effect sterk. Door toevoeging van carbonaat (CO₃^2-) kan de halfwaardetijd van ozon worden verlengd [5,6]. Het effect van de reactiesnelheid is hierbij het hoogste bij lage concentraties. Bij concentraties boven 2 mmol l^-1 voor ozoniseren en 3 mmol l^-1 voor advanced oxidation process (AOP, reactiemechanismen ozon) is de afname van de reactiesnelheid verwaarloosbaar [6].

Onder drinkwateromstandigheden vinden altijd indirecte reacties plaats. Bij een hoge pH of bij een AOP proces is het aantal indirecte reacties nog hoger. De aanwezigheid van hogere concentraties scavengers (radicaalvangers) is ongewenst onder alle omstandigheden, en met name waar indirecte reacties domineren (AOP, hogere pH). Deze scavengers reageren namelijk zeer snel met OH-radicalen en verlagen de totale oxidatiecapactiteit. Bij ozoniseren en met name AOP is in het algemeen dus een lage scavenging capacity vereist.

Carbonaat (CO₃^2-) ion is een veel sterkere radicaalvanger dan bicarbonaat (HCO₃^-) (Reactiesnelheid CO₃^2-: k = 4,2 * 108 M^-1s^-1 en Reactiesnelheid HCO₃^-: k = 1.5 * 10⁷ M^-1s^-1), Daarom zal er in het ozonproces bij drinkwatercondities de concentratie van het bicarbonaat van minder belang zijn [6]. Onderstaande figuur illustreert de relatie van de verhouding carbonaat/bicarbonaat en pH.

Figuur: evenwicht carbonaat, bicarbonaat en koolstofdioxide