تزریق ازن در سیستم های تصفیه آب و فاضلاب

ازن زنی در ضدعفونی آب شرب:

  1. تأثیر ازن بر روی دیواره باکتری ها ، %51 بیشتر از کلر و از نظر زمانی نیز 3100 برابر سریع تر از کلر عمل می کند.
  2. ازن قابلیت کشتن و از بین بردن میکروارگانیسم های مختلف شامل انواع باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها، مخمرها و جلبک ها را داراست. ازن در برابر کیت های پرتوزدایی چون ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم نیز مؤثر بوده که کلر فاقد این خاصیت است.
  3. نیمه عمر ازن در آب، کوتاه و بسته به دما و شرایط  pH  بین 17-30 دقیقه می باشد ولی اثر اکسیداتیو آن تا 24 ساعت پابرجاست.
  4. ازن خاصیت بوزدایی داشته و خیلی سریع با اکثر بوها واکنش داده و آنها را اکسید می کند ولی کلر خود باعث ایجاد بو  و  طعم در آب می شود.
  5. ازن رنگ و کدورت آب را می گیرد.
  6. ازن فلزات انتقالی را اکسید و آنها را به اکسیدهای کمی محلول تبدیل می کند که به آسانی با فیلتراسیون جدا می شوند. مثلاً آهن به شکل فروس در آب غیر محلول است، ازن آن را به فریک هیدروکسید تبدیل می کند که بسیار نامحلول بوده و به وسیله فیلتراسیون قابل جدا کردن است. سایر فلزات حساس به ازن عبارتند از: آرسنیک، کادمیم، کرم، کبالت، مس، سرب، منگنز، نیکل، روی و سایر یون های فلزات سنگین و ترکیبات آنها.
    ازن خیلی سریع عواملی چون منگنز، آهن، سولفید هیدروژن، آمونیاک، سیانید، نیتریت، تانن ها ، هیدروکربن های آروماتیک، بنزن، تولوئن، گزیلن، آلاینده های ارگانیک، بقایای سوخت های دیزلی در آب، هیدروکربن های آلیفاتیک، سولفیدها، سولفیت ها، ترکیبات نیتروژنه، استون، دی اکسین ها، بوهای متصاعد شده از سیستم های تصفیه فاضلاب، فنل، بقایای مواد شوینده و آلاینده های هوا را اکسید و به ترکیبات کم ضرر و یا بی ضرر تبدیل می کند.
    ازن بر خلاف ضدعفونی کننده های معمولی مثل کلر و فرمالین هیچ گونه مواد سمی یا مضری بر جای نمی گذارد؛ چرا که این مولکول پایدار نیست و پس از مدت کوتاهی شکسته شده و تبدیل به مولکول پایدار اکسیژن می شود. به دلیل پایدار نبودن این گاز برای استفاده از آن، باید آن را در محل تولید کرد. ازن به عنوان یک اکسنده بسیار قوی، قابلیت های بسیاری در مصارف صنعتی و خانگی دارد. این در حالی است که اثرات زیست محیطی زیان باری در پی نخواهد داشت.

معایب برخی مواد ضدعفونی کننده شیمیایی:

ترکیبات چهارتایی آمونیوم: بر روی باکتری های + G مؤثر ولی بر روی میکروب های – G تاثیر نسبی داشته و فقط بر روی برخی از قارچ ها و ویروس ها تأثیر دارند.
فرمالدئید: بوی تند و زننده، اثر سوزانندگی زیاد  بر روی چشم و مخاط، زبر و خشن کردن پوست و حساسیت ایجاد شده در برخی افراد، باعث گردیده تا مصرف آن به تدریج غیر قابل قبول شود. لذا استفاده از آن باید با احتیاط کامل و همراه ماسک مناسب صورت گیرد و پس از گاز دادن محل، تخلیه گاز باقی مانده باید به نحوی صورت گیرد که وارد هوای تنفسی افراد نشود. استشمام این ماده منجر به ورم ملتحمه و ناراحتی های تنفسی می گردد که این نارسایی ها در جوجه مرغ ها و جوجه بوقلمون هایی که در محیطی با میزان بالای فرمالین قرار گرفته اند، دیده می شود.
پرمنگنات پتاسیم: این ماده می تواند با آلوده کردن آب آشامیدنی، مسمومیت زا شده و موجب مرگ بدون هر نوع نشانه قبلی شود. ضایعات پاتولوژیکی این پدیده عبارتند از : ورم ملتحمه و نکروز دیواره چینه دان.
کلریناسیون: هر چند کلر رایج ترین سیستم ضدعفونی در ایران است و به نظر می رسد کلریدکردن، بسیاری از میکروارگانیسم ها را از بین می برد، اما کیست تک یاختگان و تخم انگل های کرمی به طور قابل ملاحظه ای در برابر کلریدکردن، مقاوم تر از باکتری ها هستند و کلر روی ارگانیسم های مقاوم تر مانند کلیفرم، ویروس ها، تخم انگل ها و کیست های ژیاردیالامبلیا اثری ندارد. کلر همچنین در دوزهای مصرفی بالاتر، سوزش چشم و خشکی پوست ایجاد می کند؛ به علاوه وجود برخی ترکیبات سمی جانبی دیگر از جمله تری هالومتان ها و کلرآمین ها باعث مسمومیت شده و در برخی مواقع با ایجاد شوک ناگهانی و خونریزی سریع کبد، مرگ را سبب می شوند.

برخی از مزایای ازن در مقایسه با سایر گندزداها:

  1. افزایش راندمان گندزدایی
  2. کوتاه تر بودن زمان ضد عفونی نسبت به سایر گندزداها
  3. مازاد ازن تزریق شده در آب به دلیل نیمه عمر کوتاه آن به صورت اکسیژن از سطح آزاد می‌گردد و محیط اطراف را بسیار دلپذیر و مطبوع می‌کند.
  4. ترکیبات جانبی کلر مانند کلرآمین و تری هالومتان ها، ضررهای بسیاری برای سلامتی جانداران و محیط زیست ایجاد می کند. در حالی که ازن تمام ترکیبات اضافی موجود در آب را، بدون ایجاد باقی مانده نامطلوب برطرف می کند.
مقایسه میان انواع روش های ضدعفونی
تاثیرات زیست محیطیناسازگاری با مواد دیگرقدرت ضدعفونیروش
حداقل یا صفروجود ندارد100%روش ایده آل
دور از ایده آلمتوسطدور از ایده آلاستریلیزه با گرما
دور از ایده آلدور از ایده آلدور از ایده آلآب قلیایی
نزدیک به ایده آلوجود نداردنزدیک به ایده آلازن
دور از ایده آلدور از ایده آلنزدیک به ایده آلاکسید اتیلن
متوسطدور از ایده آلمتوسطکلریناسیون
متوسطدور از ایده آلدور از ایده آلپراکسید هیدروژن
متوسطدور از ایده آلمتوسطپرتو افکنی (UV)
مقایسه سه روش کلرزنی، ازن و UV در حذف انواع آلاینده
آلایندهازنUVکلر
E.coliYesYesYes
Salmonella (باکتری سالمونلا)YesYesYes
Giardia (نوعی انگل)YesYesYes
Legionnaire (باکتری لژیونه)YesNoNo
Crypto-Sporidium (قارچ)YesNoNo
VirusYesNoNo
AlguesYesNoNo
THM (تری هالو متان)NoNoYes
پتانسیل اکسیداسیون گاز ازن در مقایسه با دیگر مواد شیمیایی اکسید کننده
پتانسیل اکسیداسیون بر حسب ولتعامل اکسیده کننده
2.07ازن
1.77پراکسید هیدروژن
1.67پرمنگنات
1.57دی اکسید کلر
1.49هیپوکلرو اسید
1.36کلر
1.33هیپوبرمو اسید
1.23اکسیژن
1.09برم
0.99هیپویدو اسید
0.94هیپوکلریت
0.76کلریت
0.54ید
جدول مقایسه ازن و کلر
جدول مقایسه ی ازن و کلرازن کلر
روش ضدعفونیشیمیاییشیمیایی
زمان تاثیرگذاری برروی میکروب600 ثانیه1200 ثانیه
تغییرات در ترکیب آبدارددارد
مواد شیمیایی زائدندارددارد
پیدایش ترکیبات آلی و اکسیدهای خطرناکندارددارد
تخریب محیط زیستندارددارد
خطر انفجار و نشت گاز به محیطندارددارد
امکان ایجاد آلرژیندارددارد
تسریع زنگ زدگیندارددارد
سرطان زاییندارددارد
نیاز به نگهداری مواد شیمیاییندارددارد

تصفیه فاضلاب با استفاده از ازن

بررسی‌های نشان می‌دهد كه در حال حاضر سهم بخش صنعت از كل آب مصرف‌شده ساليانه در كشور حدود 1/2 درصد می‌باشد كه نشان می‌دهد سهم صنعت چندان قابل‌توجه نيست و با مقادیر متوسط كشورهاي توسعه‌یافته كه تا حدود 20 درصد نيز می‌رسد تفاوت فاحشي دارد. بر اساس گزارش‌های طرح جامع آب كشور، كل آب مورد نياز صنايع و معادن در سال 1380 معادل 1079 ميليون مترمكعب بوده كه به تناسب نوع صنعت در مجموع 500 ميليون مترمكعب آن در فرايند توليد به مصرف رسيده و حدود 579 ميليون مترمكعب آن به فاضلاب تبديل شده است. پیش‌بینی‌ها حاكي است كه در سال 1400 آب مورد نياز صنعت 2110 میلیون مترمكعب و ميزان پساب توليدي معادل 1088 ميليون مترمکعب خواهد بود كه نشان می‌دهد بالغ بر 52  از آب مصرفي به فاضلاب تبديل خواهد شد.

اين ارقام و مقايسه‌ي آن با كل مصرف ساليانه آب در بخش‌هاي مختلف، نشان مي‌دهد كه سهم صنعت چندان قابل‌توجه نيست اما از طرف ديگر عدم تصفيه‌ی اين فاضلاب‌ها و وارد نمودن آن‌ها به منابع آب و خاك، باعث آلودگي بخش عظيمي از منابع آب خواهد شد و لذا لزوم حفاظت كيفي از منابع آب در دسترس و نيز لزوم توجه ويژه به اصل پنجاهم قانون اساسي ما را وادار خواهد كرد كه توجه كافي به مقوله تصفیه‌ی فاضلاب‌هاي صنعتي كه در حال حاضر به آن توجه كافي نمي شود را در سرلوحه فعاليتهاي زيست محيطي كشور قلمداد نمائيم. بررسي هاي انجام شده نشان مي‌دهد كه تنها 36 درصد از فاضلاب‌هاي توليدي در شهركها و نواحي صنعتي تصفيه مي‌شوند .

بر اساس گزارش‌های طرح جامع آب كشور، كل آب مورد نياز صنايع و معادن در سال 1380 معادل 1079 ميليون مترمكعب بوده كه به تناسب نوع صنعت در مجموع 500 ميليون مترمكعب آن در فرايند توليد به مصرف رسيده و حدود 579 ميليون مترمكعب آن به پساب تبديل شده است. پیش‌بینی‌ها حاكي است كه در سال 1400 آب مورد نياز صنعت 2110 ميليون مترمكعب و ميزان پساب توليدي معادل 1088 ميليون مترمکعب خواهد بود كه نشان مي‌دهد بالغ بر 52 درصد از آب مصرفي به فاضلاب تبديل خواهد شد.

فاضلاب‌هاي صنعتي توليدي توسط واحدهاي مختلف داراي دامنه تغييرات كيفي وسيعي هستند. براي مثال، مشخصه فاضلاب صنايع غذايي مواد آلي و عناصر مغذي بالا، صنايع فلزي تركيبات فلزي، به‌ويژه فلزات سنگين زياد و مشخصه فاضلاب صنايع دارويي، دارا بودن تركيبات شيميايي و آلي قابل‌توجه مي‌باشد. با توجه به تنوع و دامنه وسيع تغييرات كيفي پساب‌هاي صنعتي، از مهم‌ترین شاخص‌هاي كيفي محدوديت زا در مصارف مجدد، می‌توان به حضور تركيبات شيميايي و سمي، فلزات سنگين، مواد آلي، pH نامناسب و دما و رنگ اشاره نمود. در استفاده از اين منابع توجه به غلظت فلزات سنگين و هم چنين تركيبات شيميايي از اهميت بیش‌تری برخوردار مي‌باشد. به‌طور كلي استفاده از اين منابع نياز به ملاحظات كيفي و زیست‌محیطی شديدتري در مقايسه با زه آب‌هاي كشاورزي و هم چنين پساب‌هاي خانگي دارد (نشريه‌ی شماره‌ی 535، 89).

كاربرد فاضلاب‌هاي تصفیه‌شده در كشورهاي مختلف جهان از دیرباز رواج داشته است. در كشورهاي پيشرفته فاضلاب‌هاي تصفیه‌شده با رعايت ضوابط زیست‌محیطی مورد استفاده قرار مي‌گيرند. محور اين قوانين بر حفظ سلامتي انسان، حفاظت از محیط‌زیست و جلوگيري از آلودگي خاك و آب استوار بوده و در دوره‌های زماني مشخصي مورد بازنگري قرار مي‌گيرد. درحالی‌که كه در كشورهاي در حال توسعه، علاوه بر فاضلاب‌هاي تصفیه‌شده از فاضلاب‌هاي خام نيز براي توليد محصولات كشاورزي استفاده مي‌شود.

با توجه به ميزان استقبال و هم چنين نياز به استفاده از پساب‌ها و آب‌هاي برگشتي در كشاورزي، در حال حاضر بیش‌تر تصفيه‌خانه‌‌هاي فاضلاب در سطح كشور با هدف استفاده مجدد از پساب حاصل در كشاورزي، طراحي و اجرا مي‌گردند. در اين راستا متوليان امر، پالايش و استفاده مجدد از پسا‌ب‌هاي شهري و صنعتي و هم چنين آب‌های برگشتي را به‌عنوان منابعي جديد براي جبران بخشي از اين كم بودها مورد توجه قرار داده‌اند. جمع‌بندی تجربيات جهاني استفاده از پساب‌ها و آب‌هاي برگشتي نشان می‌دهد كه با توجه به كمبود آب، استفاده از اين منابع به‌عنوان يك منبع ارزشمند آب مطرح بوده و با گذشت زمان اهميت آن بیش‌تر نيز خواهد شد. جهت استفاده صحيح و پايدار از اين منابع، تدوين استانداردها و ضوابط مناسب و الزام در رعايت استانداردها و ضوابط

مربوط ضروري بوده و توجه به اين دو اصل مي‌تواند متضمن اثرات سودمندي همچون حفاظت كمي و كيفي منابع آب و كاهش آلودگي محیط‌زیست گردد (نشريه‌ی شماره‌ی 535، 89).

کارشناسان شرکت شرکت آردا، با استفاده از تجربه و دانش روز اروپا بهترین روش­های تصفیه فاضلاب مخصوص هر منطقه را پیشنهاد خواهند کرد.

ازن چیست؟

  • ازن یک ضد عفونی کننده بسیار انعطاف پذیر است و بسته به موارد استعمال، کاربردهای بسیاری درتصفیه آب و تصفیه هوا و محیط (دیوارها، کف زمین و سطوح)، لباس کار اجسام و لوازم مختلف، و مواد را دارا است .
  • بر خلاف ضدعفونی کننده های معمول مانند کلر، فرمالین و مواد شیمیایی دیگر، اکسیداسیون با ازن، هیچگونه مواد سمی یا مضری بر جای نمی گذارد.
  • گازی است سنگین تر از هوا که در غلظت های پایین بی رنگ، ولی در غلظت های بالا  آبی روشن است. در غلظت های بسیار کم (حدود چند قسمت در میلیون یا ppm) بوی مشخص دارد.
  • گازی است تقریبا بی رنگ، با بویی شبیه بوی هوای تازه که پس از رعد و برق استشمام می شود و یا بویی که در هنگام تخلیه الکتریکی در هوای آزاد به مشام می رسد. در دمای معمولی به صورت گاز است، نقطه جوش آن 112- و نقطه ذوب آن 251- درجه سانتی گراد و چگالی آن 1/5 برابر اکسیژن در شرایط استاندارد می باشد.
  • هوایی که تنفس می کنیم در کنار دریا حاوی 21% اکسیژن دو اتمی (O2) است که در آن دو اتم اکسیژن با یکدیگر پیوند دارند. ازن یک ترکیب سه اتمی اکسیژن است که در آن سه اتم اكسيژن در یک پیوند ناپایدار قرار می گیرند. ازن یک اکسید کننده قوی می باشد.
  • ازن گاز كم رنگی است که هر مولکول آن از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. بیشترین مقدار ازن در اتمسفر زمین در لایه های بین 50 – 15 کیلومتری بالای سطح زمین در منطقه ای به نام استراتوسفر وجود دارد. ازن در استراتوسفر به صورت لایه ازن وجود دارد و زمین را از تابش بیش از حد اشعه خطرناک ماورا بنفش حمایت می کند.
  •  ازن بعنوان يك اكسيدكننده قوي مي تواند تعدادي از اهداف تصفيه را برآورد كند. اهداف مطلوب و موردنظر، نقطه كاربرد، مقدار ازن و زمان تماس در هر نقطه را تحت تأثير قرار خواهد داد. هنگاميكه محل ازن زني انتخاب شد، در نظر گرفتن امكان برهم كنش ازن با ساير مواد شيميايي داراي اهميت زيادي مي باشد زيرا ممكن است كه ازن با يونهاي هيپوكلريت، دي اكسيدكلر و كلرآمين ها واكنش دهد. اين برهم كنش ها میتوانند با واكنشهاي شيميايي تداخل كرده، و كنترل فرآيند را دچار مشكل نمايند. بنابراين از بين بردن و پراكندن ازن باقيمانده قبل از اضافه كردن ساير مواد شيميايي ضروري است

كاربرد ازن در پيش تصفيه:

ازن در مراحل اوليه براي منظورهاي مختلف بكار برده شده است (ضدعفوني، حذف طعم و بو، كاهش رنگ، حذف آهن و منگنز، جلوگيري از رشد گياهان، كاهش ميزان پيش سازها و شناورسازي به منظور حذف جلبك). اگر چه ميزان مورد نياز در مرحله پيش تصفيه بالا مي باشد اما در برخي موارد مانند صاف سازي مستقيم و يا در محلهايي كه ازن مورد نياز كم باشد، گندزدايي اوليه، مناسب و مفيد مي باشد.بطوركلي مقدار مورد نياز ازن جهت اهداف مختلف، متفاوت مي باشد و در ابتدا نياز است كه اولويت تصفيه بوسيله ازن مشخص شود براي مثال مقدار ازن مورد نياز جهت تقويت و تشديد انعقاد، متفاوت از مقدار لازم جهت حذف بو يا بعنوان حذف كننده مواد آلي و ميكروارگانيسم هاي بيماري زا بوده و همچنين توجه كافي به مواد آلي موجود در پسآب و فاضلاب شود، زيرا اين مواد، ازن بسيار زيادي نياز دارند و از طرف ديگر كارآييراندمانهاي حذف را نيز تا حد زيادي تحت تأثير قرار داده و باعث كاهش كارآيي مي شوند. يكي ديگر از پيامدهايي كه در كاربرد ازن در مرحله پيش تصفيه با آن روبرو هستيم احتمال تشكيل مواد جهش زا و سرطانزاي ثانويه مي باشد. اين مسئله هنگامي اتفاق مي افتد كه غلظتهاي بالايي از مواد آلي موجود باشد. تشكيل مواد جهش زا در حالتي كه نسبت ازن به مواد آلي پايين تر باشد به حداكثر مقدار خود مي رسد بنابراين لازم است كه از افزايش و تجمع مواد در پايين دست جريان جلوگيري كنيم.

كاربرد ازن قبل از صاف سازي:

افزودن قبل از صاف سازي  می تواند باعث كاهش ازن مورد نياز شود زيرا مقداري از مواد ازن خواه، قبل از صاف

شدن در مراحل قبلي تصفيه، جداسازي مي شوند. اين امر بخصوص در مورد فرآيندهاي متداول تصفيه مانند

ته نشيني و انعقاد واقعيت دارد. همچنين در مواردي كه امكان حل شدن آهن و منگنز ته نشين شده در آب وجود دارد، كاربرد قبل از صاف سازي اين مشكل را حل مي كند.

كاربرد ازن بعد از صاف سازي:

در اين حالت نيز بدليل حذف بيشتر مواد ازن خواه در فرآيندهاي قبلي تصفيه، ميزان ازن مورد نياز تا حد زيادي كاهش مي يابد. بعلاوه فرآيند گندزدايي در اين مرحله بهتر صورت مي گيرد زيرا بسياري از مواد معلق و مزاحم كه باعث حفاظت عوامل بيماري زا در مقابل ماده گندزدا مي شوند، در اين مرحله وجود ندارند. بنابراينمی توان گفت كه اين محل يكي از بهترين محلها جهت انجام گندزدايي با حداكثر كارآيي می باشد. علاوه بر اين، تأسيسات تماس دهنده ازن را بهتر مي توان در اين محل ايجاد كرد. عليرغم مزاياي فراوان كاربرد ازن بعداز صاف سازي، وجود مواد جانبي قابل تجزيه بيولوژيك بعد از اين مرحله وجود يك سيستم جهت حذف اين مواد را قبل از دفع و يا ورود به سيستم توزيع الزامي مي كند.در تصفيه فاضلاب بدليل شرايط خاص و وجود انبوه مواد آلي در مراحل اوليه و حتي نزديك به پايان تصفيه،بهترين محل جهت كاربرد ازن بعد از ته نشيني ثانويه مي باشد. در اين مرحله نيز بايد توجه كافي به راهبريصحيح حوضهاي ثانويه بشود تا مواد معلق و محلول موجود در پسآب به حداقل مقدار ممكن برسد و در نتيجه از ن زني را كارآتر و موثرتر كند

مزایای اصلی گاز ازن به عنوان ضد عفونی کننده:

  • بالا بودن قدرت اکسید کنندگی ( تا 50 برابر قوی تر از کلر)
  • تاثیر گذاری بر طیف گسترده ای از میکروارگانیزمها شامل میکروبها، باکتری ها (تا 3125 برابر سريعتر از کلر) و ویروسها (1000-600 برابر سريعتر از کلر)
  • بالا بودن سرعت و قدرتازن نسبت به «کلر» و «هیپوکلریت ها»
  • تخریب جلبکها، قارچها، کپک ها، هاگ، حذف بو های عرق و اوره و…
  • کاهش تعمیرات استخر: مواد شیمیایی قوی (کلر، جوش شیرین) دیواره های داخلی استخر را تجزیه می کنند.
  • اکسیداسیون مواد معدنی نظیر آهن، منگنز و انعقاد جامدات محلول برای خالص نگهداشتن آب.
  • کاهش 70 تا 90 درصدی در استفاده از مواد شیمیایی و عدم سوزش در بینی و چشم.
  • استریل کننده وسیع الطیف.
  • قابلیت استفاده در محیط های باز و مرطوب
  • pH آب را تغییر نمی دهد.

صفحات مرتبط: ازن چیست، ازن ژنراتور، تصفیه آب، تصفیه فاضلاب

لطفا به این نوشته امتیاز دهید.
سپاس