واتک شتابدهنده تخصصی حوزه آب می باشد که با بهرهگیری شبکهای از فعالان، خبرگان و متخصصان حوزه آب در سال ۱۳۹۷ تاسیس شده است تا بستری برای پرورش و تجاریسازی ایدههای خلاقانه و نوآورانه حوزه آب باشد.
فناوری ازن و کاربرد آن در تصفیه آب و فاضلاب
ازن: تعریف، مزایا و کاربرد
از بین فناوری های متعدد موجود در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب، استفاده از فناوری ازن به دلیل قابلیت گندزدایی بالاتر و سایر مزایایی که نسبت به کلر دارد در صنایع مختلف بسیار رواج یافته است. ما در شتاب دهنده واتک قصد داریم در این مقاله به معرفی این فناوری، مزایا و کاربردهای آن در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب در صنایع مختلف بپردازیم.
ازن مولکولی با ۳ اتم اکسیژن، گازی آبی رنگ با بوی زننده است که به دلیل دارا بودن خاصیت اکسیدکنندگی قوی به صورت یک ضدعفونی کننده در فرایند تصفیه آب و فاضلاب در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. خاصیت گندزدایی و ضدعفونی کنندگی ازن بسیار بیشتر از کلر، دی اکسید کلر، کلروآمین ها و سایر ضدعفونی کننده ها می باشد که به همین دلیل از بین برنده‌ی بسیاری از باکتری ها، ویروس ها، تخم ها و کیست های انگلی می باشد که بسته به نوع صنعت و ترکیبات فاضلاب، کاربردهای مختلفی می یابد. ازن کمک می کند تا مواد مضر، رنگ، بو و میکروارگانیسم ها مستقیما و بدون ایجاد محصولات جانبی مضر یا مواد باقی مانده از بین روند. عدم توانایی کلر در حذف کامل آلودگی های میکروبی، تغییر در کیفیت آب و اثرات مخرب زیست محیطی ناشی از استفاده از کلر، سبب گردید تا استفاده از گاز ازن بیشتر مورد توجه قرار گیرد.
پایه ی تولید ازن، هوا بوده به این صورت که از یک منبع انرژی جهت تجزیه‌ی مولکول های اکسیژن O۲ به اتم های اکسیژن O استفاده می شود که این اتم های اکسیژن بر اثر برخورد با یکدیگر و واکنش با مولکول های اکسیژن، ازن را تشکیل می دهند. نکته قابل توجه در خصوص ازن این است که این مولکول بعد از تاثیرگذاری هیچ اثری از خود بر جای نمی گذارد و به سرعت به اکسیژن دو اتمی تبدیل شده و مجدد به هوا بر می گردد.
فرایند تصفیه با ازن و دستگاه ازن ژنراتور
ازن از لحاظ شیمیایی ناپایدار است و پس از تولید به سرعت به اکسیژن تجزیه میشو ؛ بنابرا ین باید در محل مصرف، تولید شود. ازن را میتوان به طرق مختلف تولید کرد. بدین منظور لازم است پیوند بین اتم های اکسیژن شکسته شود. پربازده ترین روش تولید ازنف تخلیه الکتریکی است که طی آن ولتاژی حدود ۶۰۰۰-۲۰۰۰۰V بین دو الکترود اعمال می شود و این ولتاژ بالا یک قوس الکتریکی ایجاد می کند که در آن مولکول اکسیژن به ازن تبدیل می شود.
ازن به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم می تواند باعث تجزیه آلاینده ها شود. در روش مستقیم، مولکول ازن به عنوان گیرنده الکترون عمل می کند و بدین ترتیب، سبب اکسید آلاینده ها می شود. در واکنش غیر مستقیم، مولکول ازن طی واکنش های زنجیره ای، به رادیکال هیدروکسیل تجزیه می شود که پتانسیل اکسایش بالاتری نسبت به ازن دارد، بنابراین با سرعت و قدرت بیشتری آلاینده ها را تجزیه می کند. در اغلب موارد چنانچه در سیستم تصفیه ازن PH قلیایی شود، احتمال تشکیل OH متعاقب آن واکنش های غیرمستقیم افزایش می یابد. واکنش های زنجیره ای تشکیل رادیکال آزاد مطابق روابط زیر است.
??+???→????°
??+???°→??°+???
این فرایند درون دستگاه ازن ژنراتور صورت می گیرد که فرایند فوق را با در میزان وسیع و با کارایی بالا انجام می دهد.
مزایای استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب
استفاده از ازن به دلیل مزیت های بسیاری که نسبت به سایر روش های گندزدایی همچون کلر زنی دارد به سرعت در حال افزایش است. تعدادی از مزیت های استفاده از این روش عبارتند از:
- هزینه جاری بسیار پایین
- عدم نیاز به ماده مصرفی
- قدرت گندزدایی بسیار بالا و اکسیدکنندگی قوی ( قوی ترین اکسید کننده موجود درجهان)
- اثرگذاری بالاتر در از بین بردن ویروس ها و باکتری ها
- زمان اثرگذاری کوتاه تر
- عدم تولید آلودگی جانبی
- تولید در محل، مشکلات کمتر در حمل، بارگیری، تخلیه، نیاز به فضای کم، و…
- عدم نیاز به روش های حذف دیگر در فرایند تصفیه و حذف میکروارگانیسم های آلاینده
کاربردهای ازن در فرایندهای تصفیه فاضلاب صنعتی
استفاده از ازن و دستگاه ازن ژنراتور که تولید کننده‌ی ازن است در فرایندهای تصفیه فاضلاب بخصوص زمانی که سطح آلودگی بالاست و نیاز به سطح بالایی از گندزدایی است به سرعت در حال افزایش است. کاربرد اصلی استفاده از ازن در فرایندهای تصفیه آب، فاضلاب و هوا می باشد که بر این اساس در صنایع زیر کاربردهای فراوانی یافته است:
- تصفیه خانه های آب و فاضلاب (تصفیه آب آشامیدنی)
- استخرها، آکواریوم ها، استخر های پرورش آبزیان
- دامداری ها و کشتارگاه ها
- صنایع غذایی (پاک کنندگی و شستشوی تجهیزات و دستگاه ها، ضدعفونی سبزیجات و میوه جات، انبارهای مرکبات، میوه جات، غلات و دانه های خوراکی)
- صنایع کشاورزی (از بین برنده انگل خاک، استفاده به عنوان علفکش در کشاورزی،)
- صنایع بیمارستانی (ضد عفونی وسایل بیمارستانی)
- صنایع نساجی
- صنایع رنگ سازی
- برج های خنک کننده و چیلرها
ما در واتک که شتابدهنده تخصصی حوزه آب در کشور می باشد، سعی کردیم با نگاهی به فناوری ازن و کاربردهای آن در صنایع مختلف، گامی چند در راستای افزایش آگاهی شما برداشته باشیم.
منبع مقاله: مرکز شتابدهی واتک
مطلبی دیگر از این انتشارات
از الان باید به فکر کولر باشیم؟! زوده یا دیر؟!
مطلبی دیگر از این انتشارات
شبکهسازی و توسعه فناوریهای آب
مطلبی دیگر از این انتشارات
گرما خیلی خوبه, اما از اون مهمتر چیزی که گرم می کنه مهمه!