Taller Desinfección Con Ozono 1

7/23/2019 Taller Desinfeccin Con Ozono 1

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TALLER DESINFECCIN CON OZONO

LINA GUZMN MARTNEZ

HERNN TORRES CONEO

PIEDAD SALCEDO PEDROZA

SARA VILLERA HERRERA

ING EDGARDO PREZ

UNIVERSIDAD DE CRDOBA

PROGRAMA INGENIERA AMBIENTAL

MONTERA- CRDOBA

2015


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De!"#e$$!%"

Se entiende por desinfeccin aquel mtodo que permite la destruccin de losagentes capaces de producir infeccin, mediante la aplicacin directa de mediosfsicos o qumicos. La desinfeccin no implica la destruccin total de la floraacutica y por eso se distingue de la esterilizacin. Existen formas microbianas,

como las esporas de amibas, por eemplo, que no son afectadas por los medioscorrientes de desinfeccin.

O&'"'

El ozono se produce cuando las molculas de oxgeno !"#$ son disociadas pormedio de una fuente de energa produciendo tomos de oxgeno queposteriormente c%ocan con una molcula de oxgeno para formar un gas inestable,el ozono !"&$, que se utiliza para desinfeccin de las aguas residuales. Lamayora de las plantas de tratamiento de aguas residuales generan ozonomediante la aplicacin de una corriente alterna de alto 'oltae !( a #) *ilo'oltios$ a

tra's de una brec%a entre placas dielctricas de descarga en donde se encuentra ungas de alimentacin que contiene el oxgeno. El ozono es generado en la planta debido aque el gas es inestable y se descompone en oxgeno elemental en un perodo corto detiempo luego de su generacin

El ozono puede ser considerado como un desinfectante +%urfano+ porque en todoel mundo su uso en las plantas de tratamiento de agua es muy bao. o obstante,como se muestra en la siguiente e'olucin, se le conoce desde %ace ms de ciena-os !ice, /01($

1()5 'on 2arum describe un olor caracterstico en una mquina

electrosttica. 1)013rui*s%an* percibe el mismo olor en un nodo.

1)*0Sc%oenbein le da el nombre de ozono por la palabra griega +ozein+que significa +%eder, oler+.

1)5( 4erner 'on Siemens dise-a un generador de ozono, de tipodielctrico cilndrico.

1)+,"uds%oorn, se construye la primera planta de 5olanda.

1+0iza, 6rancia, planta 7on 8oyage, +lugar de nacimiento de la plantade tratamiento de agua por ozonizacin+.

P.'/!ee e '&'"' $'3' e!"#e$4"4e


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El ozono a la temperatura y presin del ambiente es un gas inestable que sedescompone rpidamente para 'ol'er a la molcula de oxgeno !"#$. 9ebido aesta caracterstica, no se puede almacenar o en'asar, sino que debe generarse insitu y usarse inmediatamente. :or lo general, la ozonizacin se utiliza cuando serequiere su propiedad ms importante; su ele'ado potencial oxidante, que permite

eliminar los compuestos orgnicos que dan color, sabor u olor desagradables alagua y, al mismo tiempo, cuando se desea inacti'ar los microorganismospatgenos del agua.


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"xidacin de las aguas

Eliminacin de algas microscpicas

9estruccin de baceras y quistes de protozoarios

9esodorizacin

Eliminacin de sabores no gratos al paladar

educcin de precursos de tro%alometanos

3ontrol de las incrustaciones en las tuberas

De!"#e$$!%" $'" '&'"'

El mecanismo de desinfeccin en la ozonizacin se basa en el alto poder delozono como oxidante protoplasmtico general. Esta condicin con'ierte al ozonoen un eficiente destructor de bacterias y la e'idencia sugiere que es igual deefecti'o para atacar 'irus, esporas y quistes resistentes de bacterias y %ongos.

> diferencia del cloro, la capacidad desinfectante del ozono no depende tanto desu perodo de retencin en el agua !aunque esto tiene un efecto$, sino ms biende la dosis suministrada esto se debe a que su alto potencial oxidante producegran inestabilidad del ozono, incluso en el agua destilada, lo que quiere decir quequedar ozono remanente y por un corto tiempo solo cuando toda la materia conalta capacidad de oxidacin %aya sido oxidada. En caso contrario, es posible queno se %aya satisfec%o completamente la demanda de ozono. 9ada su escasapermanencia, es compresible entonces la importancia de determinaradecuadamente la demanda de ozono y la dificultad que re'iste determinar elresidual que asegure una desinfeccin completa. 3uando %ay presencia dematerial orgnico, la qumica se %ace ms complea y se acelera ladescomposicin del ozono.

El ozono tericamente puede oxidar la mayora de los compuestos orgnicos y loscon'ierte en dixido de carbono y agua, pero como es selecti'o en cuanto a lassustancias que oxida rpidamente, la cintica de las reacciones del ozono con

muc%os compuestos ser demasiado lenta para que resulte en la con'ersin deestos a dixido de carbono durante el tratamiento del agua. 3omo casi siempre lademanda total de ozono excede su suministro, estas reacciones cesarn muc%oantes de que todas las sustancias orgnicas se %ayan oxidado totalmente.

En el tratamiento de sustancias orgnicas, el ozono se %a usado principalmentepara la ruptura de enlaces m=ltiples como tratamiento preliminar, antes de lafiltracin y como ayuda para la coagulacin. "tra consideracin que se debe tener


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en cuenta, al igual que con otros desinfectantes, es que la eficacia del ozonodepende de su contacto con los microorganismos, por lo que debe e'itarse queestos se agrupen y protean esto, si el agua es turbia y tambin se debe pro'eeralg=n sistema de mezcla o contacto con el ozono antes que el gas se disipe.

9entro de la planta La mayora de estas generan ozono mediante la aplicacin de

una corriente alterna de alto 'oltae !( a #) *ilo'oltios$ a tra's de una brec%aentre placas dielctricas de descarga en donde se encuentra un gas dealimentacin que contiene el oxgeno. El ozono es generado en la planta debida aque el gas es inestable y se descompone en oxgeno elemental en un perodocorto de tiempo luego de su generacin.

La eficacia de la desinfeccin depende de la susceptibilidad de los organismos aser tratados, del tiempo de contacto y de la concentracin de ozono.


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9espus de su generacin, el ozono es alimentado a una cmara de contacto defluo 'ertical de cada que contiene el agua residual a ser desinfectada. Elpropsito principal de la cmara de contacto es transferir el ozono que se

encuentra dentro de la burbua de gas al cuerpo del lquido mientras que sepermite suficiente tiempo de contacto para la desinfeccin. Los tipos de cmara decontacto de burbuas difusas com=nmente utilizados !bien sea en direccin delfluo o a contracorriente$ son los de inyeccin de presin positi'a, de presinnegati'a !8enturi$, de agitacin mecnica y las torres de lec%o fio. 9ebido a que elozono se consume rpidamente, debe pro'eerse un contacto uniforme en unacmara de fluo en pistn !tubular$.

Los gases de escape de la cmara de contacto deben ser tratados para destruircualquier ozono restante antes de ser liberados a la atmsfera. :or lo tanto, esesencial mantener una dosificacin ptima del ozono para una meor eficacia.

3uando se utiliza el oxgeno puro como gas de alimentacin, los gases de escapede la cmara de contacto pueden ser reciclados para generar el ozono o para lareutilizacin en el tanque de aireacin. Los gases de escape del ozono que no seutilizan se en'an a una unidad de destruccin de ozono o se reciclan.

Los parmetros principales de control del proceso son la dosis, la mezcla y eltiempo de contacto. Los sistemas de desinfeccin por medio de ozono tienencomo obeti'o el maximizar la solubilidad del ozono en el agua residual ya que ladesinfeccin depende de la transferencia del ozono al agua residual. La cantidadde ozono que se disuel'e en el agua residual a una temperatura constante es unafuncin de la presin parcial del ozono gaseoso sobre el agua o en la corriente delgas de alimentacin.

Es crtico que todos los sistemas de desinfeccin que utilizan ozono seane'aluados a escala piloto y calibrados antes de la instalacin para asegurar que secumplan con los requisitos del permiso de descarga en los sitios especficos deuso.

A/!$7!!


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La desinfeccin con ozono se utiliza generalmente en plantas de tama-o medianoo grande una 'ez que el agua residual %aya recibido por lo menos tratamientosecundario. >dems de la desinfeccin, otro uso com=n del ozono en eltratamiento del agua residual es el control de malos olores.

La desinfeccin con ozono es el mtodo menos utilizado en los Estados


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En caso de implementar la ozonacin debe tenerse en cuenta los siguientesaspectos;

La planta debe contar con un suministro de energa durante las #F %oras

del da.

9ebe contarse con personal tcnico altamente calificado para el maneo delos equipos.

9ebido a que el ozono no proporciona concentracin residual debe

emplearse un desinfectante secundario que genere este efecto residual conel fin de proteger el agua en el sistema de distribucin.

ue no %aya otro desinfectante que ofrezca las mismas 'entaas.

P.e/.$!%" e

El propsito del dispositi'o de preparacin de gas es secar y enfriar el gas quecontiene oxgeno. Los generadores del tipo descarga de corona utilizan aire secou oxgeno puro como fuente de oxgeno que se 'a a con'ertir en ozono.


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3uando se utiliza aire, es 'ital secarlo %asta un punto de condensacin de M(D N3,a fin de maximizar el rendimiento del ozono y reducir al mnimo la formacin dexidos de nitrgeno, que aceleran la corrosin de los electrodos. El aire tambinse debe enfriar porque el ozono se 'uel'e a descomponer rpidamente enoxgeno a temperaturas superiores a &) N3.

:ara secar el aire tambin se pueden utilizar desecantes qumicos en lugar derefrigeracin. Su costo es algo mayor y 'ara considerablemente de un lugar aotro. :ero en el caso de sistemas peque-os, el aumento del costo puede sercompensado por la sencillez de operacin y mantenimiento. Se %an usado conxito torres de zeolitas que act=an como un cedazo molecular para produciroxgeno puro mediante la eliminacin de nitrgeno en el aire. >ctualmente, siguen%acindose meoras para aumentar el rendimiento del ozono.

Ge"e.'.e e '&'"'

Los sistemas de ozonizacin empleados en el tratamiento de agua generan ozonoen el sitio de aplicacin y casi todos lo %acen por medio de una descarga decorona producida entre dos dielctricos, a tra's de las cuales pasa oxgeno o aireseco.


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Los generadores de ozono patentados que se encuentran en el mercado en sumayora son del tipo de tubo, placa de "tto y placa de LoOt%er. El dise-o de placade "tto, que es el ms antiguo, opera a presin atmosfrica o negati'a y tiene la'entaa de que puede funcionar %asta puntos de condensacin de M&)N 3 sin sufrirda-os significati'os, pero se est deando de usar porque es el menos eficaz.

El dispositi'o de placa de LoOt%er, que es enfriado por aire y puede usar aireatmosfrico u oxgeno puro, es el que requiere menos energa de todos y se %autilizado en sistemas peque-os de abastecimiento de agua, pero %ay pocos datosdel resultado de su funcionamiento en el largo plazo.El tipo de tubo %orizontal, un dispositi'o enfriado por agua, se emplea ms parafines industriales y grandes plantas de tratamiento de agua, pero se %andesarrollado 'arios tipos ms peque-os para plantas de tratamiento de menorcapacidad.


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separadas con deflectores o tabiques o en forma paralela, en cuyo caso recibe elnombre de Jcolumnas m=ltiplesK. Los estudios realizados %an re'elado que eldifusor de burbuas de columnas m=ltiples ofrece la meor eficiencia detransferencia. En un sistema de abastecimiento de agua con frecuencia se generaozono a una presin de / *g?cm# y se dispersa en burbuas muy finas que se

descargan en una columna de agua de D metros de altura en la que ocurre laoxidacin y la desinfeccin. :ueden usarse columnas o cmaras de contacto!generalmente llenas de pedazos irregulares de material plstico para aumentar eltiempo de intercambio y dispersar las burbuas$, mezcladores estticos y difusoresde %lice o turbina para acelerar la solucin de gas de ozono y ayudar a asegurarla mezcla y el contacto.En todos los tipos de contactos se utiliza el fluo de contracorriente, en que el aguafluye %acia abao y las burbuas de aire suben a fin de maximizar el tiempo decontacto.

De4.6$$!%" e '&'"' !7e.'

El gas liberado de los contactores de ozono generalmente excede el lmiteestablecido por la "ccupational Safety and 5ealt% >dministration !>dministracinde la Seguridad y Salud "cupacional, "S5>$ de ),/ ppm por 'olumen yconsiguientemente el ozono restante se tiene que reciclar o destruir.

La concentracin que alcance el ozono disuelto ser directamente proporcional a

la presin parcial del gas de ozono sobre el agua. :or lo tanto, aun con unaeficiencia de trasferencia de 0) !una de las meores alcanzadas$, el gas queescapa puede contener D)) a /.))) ppm de ozono. 3on frecuencia, el gassobrante de ozono se %ace recircular a un proceso unitario anterior para meorar laoxidacin o floculacin con obeto de utilizarlo al mximo.

> pesar de la recirculacin, generalmente quedar ozono !sobrante$ en el escapede los gases, que se debe destruir o diluir suficientemente por razones deseguridad. En las plantas peque-as de tratamiento de agua, la dilucin con airepuede ser factible, pero en las plantas grandes se utiliza uno de los tres mtodossiguientes para destruir el ozono sobrante;

/$ descomposicin trmica mediante la ele'acin de la temperatura a ms de&))N3

#$ descomposicin cataltica por pasae a tra's de metales u xidos de metal

&$ la absorcin en carbn acti'ado granular %=medo.


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I"4$!%" ; .e


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La generacin de ozono utiliza una cantidad significati'a de energa elctrica. :oresto se debe dar una atencin constante al sistema para asegurar que el uso de laenerga es optimizado para un rendimiento controlado de la desinfeccin.

o deben existir conexiones con fugas dentro o en los alrededores del generadorde ozono. El operador debe monitorear regularmente las subunidades apropiadas

para asegurar que no estn recalentadas. :or lo tanto el operador debe 'erificarrutinariamente que no existan escapes puesto que una fuga muy peque-a puedecausar concentraciones inaceptables de ozono en el ambiente. El equipo demonitoreo de ozono debe ser probado y calibrado seg=n lo recomendado por elfabricante del equipo. Qal como el oxgeno, el ozono tiene una solubilidad limitaday se descompone ms rpidamente en agua que en el aire. Este factor, unto conla reacti'idad del ozono, requiere que la cmara de contacto de ozono est biencubierta y que el ozono se difunda al agua residual lo ms eficazmente posible.

Los parmetros de operacin y mantenimiento importantes incluyen;

>bastecer al generador de ozono con un gas limpio de alimentacin quetenga un punto de condensacin igual o menor a B() o 3 !BC( o 3$. Si elgas alimentado tiene %umedad, la reaccin de ozono y la %umedad puedegenerar una condensacin muy corrosi'a en el interior del ozonizador. Laproduccin del generador puede ser disminuida por la formacin de losxidos de nitrgeno !tales como cido ntrico$.

2antener el fluo requerido del enfriador del generador !aire, agua u otro

lquido$.

Lubricar el compresor o el soplador de acuerdo con las especificaciones del

fabricante. >segurarse que todas las empaquetaduras de sellado delcompresor se encuentren en buenas condiciones.

"perar el generador de ozono dentro de los parmetros de dise-o.

Examinar y limpiar regularmente el ozonizador, el suministro de aire y losensamblaes dielctricos, y monitorear regularmente la temperatura delgenerador de ozono.

5acer monitoreo del sistema de alimentacin y distribucin de ozono para

asegurar que el 'olumen necesario tenga suficiente contacto con las aguasresiduales.

2antener los ni'eles ambientales de ozono por debao de los lmites de lasregulaciones de seguridad aplicables.

M'"!4'.e'


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El monitoreo y la prueba para detectar el ozono incluye algo ms que la simple'igilancia del residual en el sistema de distribucin de agua. Qambin es preciso'igilar el gas que escapa de la cmara o cmaras de contacto para asegurar queno se est desperdiciando ozono y que se %a aplicado una cantidad suficientepara obtener la oxidacin y desinfeccin deseada. >dems, es necesario controlar

el ozono en el agua tratada para que la tasa de produccin se pueda austar a loscambios en la calidad del agua afluente. Esto es particularmente importante si elagua no %a sido tratada adecuadamente antes de la ozonizacin. 9e cualquierforma, la 'igilancia continua es necesaria para proporcionar un tratamiento fiablecon el ozono.

Entre las pruebas para detectar el gas se encuentra el mtodo de yoduro depotasio descrito en los J2todos estndaresK de la >merican 4ater 4or*s

>ssociation de los Estados mrica, el cual por ser una prueba tediosay lenta, resulta ms prctica como mtodo estndar para la calibracin dedispositi'os de deteccin de ozono y no para pruebas de rutina.

"tro mtodo es el de trisulfonato de ndigo, el cual se basa en la medicin de ladecoloracin de este compuesto. Sus atributos primarios son su sensibilidad,selecti'idad, exactitud y sencillez. La des'entaa de este mtodo es que se deberealizar en el laboratorio y no se presta para pruebas en el campo.

"tro mtodo satisfactorio de medicin del ozono en el agua es con instrumentosde tipo amperomtrico que usan una celda de medicin de fluo continuo de doselectrodos metlicos diferentes para generar una corriente proporcional al ozonopresente. Estos electrodos se emplean actualmente en los sistemas de 'igilancia ycontrol automatizados de la ozonizacin en plantas de tratamiento de agua. Suincon'eniente principal es la necesidad de calibrar y limpiar frecuentemente loselectrodos, que se pueden contaminar con cierta facilidad.

6inalmente, %ay unos dispositi'os que emplean la absorcin de la radiacin derayos ultra'ioletas unto a los instrumentos espectrofotomtricos de %az doble, quese utilizan para la 'igilancia continua del ozono, tanto en el agua tratada como enel gas que escapa de la cmara de contacto. Este equipo suele emplearse en lossistemas de control automatizados que austan la produccin del ozono paraarmonizarla con los cambios en la calidad del agua a medida que estos ocurren, afin de asegurar una oxidacin y desinfeccin adecuada y reducir al mnimo elexceso de ozono en el gas que escapa.

>unque con base en el monitoreo del residual de ozono se pueden %acer austesmanuales a la dosificacin, esto no es prctico, excepto cuando la calidad delagua es sumamente estable, como la que puede encontrarse en algunos pozos.En estas circunstancias es posible %acer un auste manual a inter'alossuficientemente espaciados para que resulte prctico. 5oy en da, laautomatizacin completa de la 'igilancia y el auste es la prctica ms com=n, aunen los sistemas ms peque-os. Sin embargo, esto solo es factible cuando elpro'eedor o fabricante proporciona apoyo tcnico inmediato a los clientes, lo que


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no ocurre en comunidades peque-as porque se carece de las capacidadestcnicas necesarias para mantener y reparar este tipo de equipo.

C'4'

El costo de los sistemas de desinfeccin con ozono depende tambin delfabricante, de la ubicacin, de la capacidad de la planta, y de las caractersticasdel agua residual a ser desinfectada. Los costos del proceso de ozonizacin songeneralmente altos en comparacin con otras tcnicas de desinfeccin.

La Qabla muestra una estimacin de costos tpica !'alores baos a medianos$ parael sistema de desinfeccin con ozono utilizado para desinfectar / mgd de aguaresidual. Los costos se basan en agua residual que %a pasado por los procesos detratamiento primario y secundario en un sistema correctamente dise-ado !elcontenido del 97" no debe exceder &) miligramos por litro Rmg?L y el contenido

de los slidos suspendidos debe ser menor a &) mg?L$.

En general, los costos son influenciados en gran parte por factores especficos dela localidadG por esto, las estimaciones que se presentan a continuacin son'alores tpicos que pueden 'ariar de un sitio a otro. 9ebido a que la concentracinde ozono generada del aire o del oxgeno es tan reducida, la eficacia detransferencia a la fase lquida es una consideracin econmica crtica. :or estarazn las cmaras de contacto utilizadas son generalmente muy profundas yrecubiertas. El costo total de un sistema de ozonizacin tambin es determinadoen gran parte por el costo de in'ersin y los costos de operacin y mantenimiento.Los costos anuales de operacin para la desinfeccin con ozono incluyen el

consumo de energa, los suministros, la reparacin de equipos miscelneos y lasnecesidades de personal.

T7 2 e4!3$!%" e $'4' 49/!$' e 6" !4e3 e '&'"!&$!%"


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gpm; galones por minutopcm; pies c=bicos por minuto6uente; 3%ampion Qec%nology, /001

"tra consideracin referente al costo es que cada sistema de ozonizacin es muyespecfico para cada caso, dependiendo de las limitaciones del efluente de laplanta. Se debern contactar empresas de abastecimiento de substanciasqumicas para obtener informacin especfica de costos.

VENTA>AS ? DESVENTA>AS


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Ve"4@

El ozono es ms eficaz que la utilizacin del cloro para la desinfeccin o

destruccin de 'irus y bacterias.

El proceso de ozonizacin utiliza un perodo corto de contacto

!aproximadamente de /) a &) minutos$.

o existen residuos peligrosos que necesiten ser remo'idos despus del

proceso de ozonizacin porque el ozono se descompone rpidamente.

9espus del proceso de ozonizacin, los microorganismos no crecen

nue'amente, a excepcin de aquellos que estn protegidos por laspartculas en la corriente de agua residual.

El ozono es generado dentro de la planta, existiendo as muy pocos

problemas de seguridad industrial asociados con el en'o y el transporte.

El proceso de ozonizacin ele'a la concentracin de oxgeno disuelto

!".9.$ del efluente. El incremento ".9. puede eliminar la necesidad dereaereacin y tambin puede incrementar el ni'el de ".9. en la corriente deagua receptora.

Dee"4@

La baa dosificacin puede no desacti'ar efecti'amente algunos 'irus,esporas o quistes.

El proceso de ozonizacin es una tecnologa ms complea que la

cloracin o la desinfeccin con luz ultra'ioleta, por lo cual se requierenequipos complicados y sistemas de contacto eficientes.

El ozono es muy reacti'o y corrosi'o, requiriendo as de materiales

resistentes a la corrosin tales como el acero inoxidable.

El proceso de ozonizacin no es econmico para las aguas residuales

con altas concentraciones de slidos suspendidos !SS$, demanda

bioqumica del oxgeno !97"$, demanda qumica de oxgeno, o carbonoorgnico total.

El ozono es extremadamente irritante y posiblemente txico, as que los

gases de escape que salen de la cmara de contacto deben serdestruidos para e'itar que los trabaadores estn expuestos a ellos.


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El costo del tratamiento puede ser relati'amente alto en cuanto a la

in'ersin de capital y la demanda de energa elctrica.

B!7!'.#9

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http://es.slideshare.net/robert2cs/el-ozono-8126976http://es.slideshare.net/robert2cs/el-ozono-8126976


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http://www.elaguapotable.com/desinfeccion%20con%20ozono.htmlhttp://www.elaguapotable.com/desinfeccion%20con%20ozono.html

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