در حال حاضر شركت ARDA, با فرايند تثبيت فوق سريع اختصاصي خود( S.Q.M) به عنوان شركتي پيشرو در صنعت تصفیه فاضلاب و شیرآبه در جهان, شناخته شده است.
يکي از مهمترين مراحل در تصفيه فاضلاب, فرآيندهاي اکسيداسيون(شيميايي، بيولوژيکي، فيزيکي) ميباشد. اگرچه اکسيداسيون بيولوژيکي به نظر اقتصادي مي رسد, اما با توجه به تنوع پسابهای شيميايي وارد شده به تصفیه خانه ها در زمانهاي مختلف، امكان تصفيه از طريق فرآيند بيولوژيكي به تنهایی غير ممكن است. ضمناً راندمان مطلوب سيستمهاي بيولوژيكي در كاهش BOD است و این سيستمها امكان كاهش COD بالا را ندارند. معمولاً براي كاهش COD بالا از سيستم هاي ديگري استفاده مي شود. همچنين استفاده از لجن فعال مشكلات جانبی مانند بوهاي نامطبوع ,حشرات و موش را به دنبال دارد.
به دلیل مشکلات یاد شده و ضرورت توجه به محيط زيست و سلامتي بشر, استفاده از فرآيندهاي جديد از جمله تثبيت فوق سريع سرلوحه برنامه های شرکت آردا قرار گرفته است.
شكل1- مكانيسم توليد مولكول ازن
پیشرفت های اخیر در تولید ازن و قدرت اکسید کنندگی منحصر به فرد این گاز, استفاده از آن را در تصفیه و ضد عفونی فاضلاب از لحاظ اقتصادی به شکل قابل توجهی قابل رقابت با سایر مواد رایج کرده است. همچنین گاز ازن نسبت به سایر اکسید کننده های متداول, بیشترین راندمان را در حذف مواد شیمیایی موجود در فاضلاب دارد. در جدول زیر پتانسیل اکسیداسیون ازن با سایر اکسید کننده ها مقایسه شده است.
| (EOP(volt | Oxidizing Agent |
| 3.06 | Fluorine |
| 2.80 | Hydroxyl-radical |
| 2.08 | Ozone |
| 1.78 | Hydrogen peroxide |
| 1.49 | Hypochlorite |
| 1.36 | Chlorine |
| 1.27 | Chlorine dioxide |
ازن ترکيبات شيميايي پايدار را اكسيد و از محيط حذف می نمايد. همچنین چون ازن به سرعت تجزيه مي شود ، برخلاف كلر در پساب تصفيه شده هيچ باقيمانده شيميايي كه نياز به جداسازي داشته باشد از خود بجا نمي گذارد، در نتيجه آثار نامطلوب بر روي محيط زيست ندارد . ضمناً با ازن زنی اولیه , ترکیبات آلی هالوژندار سمی و جهش زا که عمدتاً ناشی از واکنش کلر یا سایر ترکیبات کلر دار( مانند دی اکسید کلر و کلرآمین) با ترکیبات آلی موجود در پساب می باشند, دیگر به وجود نیامده و از تشکیل تري هالومتانها و پيشسازهاي آنها جلوگيري می شود.
در طول فرایند ازناسيون همزمان از اشعه فرابنفش نیز بهره گرفته شود , اكسيداسيون تركيبات آلي و معدني بوسيله ازن يا OH راديكالی يا تركيبي از آن دو انجام میشود. در مرحله از ادغام ازن و پراکسید هیدروژن عملکرد بسيار خوبي در کاهش COD دارد . در شروع فرایند، بوسيله ازن بسيار سريع مي باشد. واكنش این محلول با تركيبات آلي به سرعت و با انتقال اتم اكسيژن صورت می گیرد. ميكروآلاينده هاي آلي با ازن به صورت گزينشي اكسيد مي شوندولی معمولاً OH با پيوند هاي دوگانه ، سيستمهاي آروماتيكي فعال و آمينهاي پروتون دار نشده, واكنش داده و سبب اکسيداسيون بسياري از ترکيبات شيميايي و ازونیز مي گردد.
فرايند تثبيت فوق سريع(S.Q.M )
1- اكسيداسيون تركيبات فلزات سنگين
يکي از مشکلات موجود در تصفيه فاضلاب، وجود يونهاي آهن, منگنز و سایر فلزات سنگين مي باشد که بيشتر از طريق پسابهاي صنعتي به محيط تخليه مي شوند. فرايند S.Q.M فلزات موجود را اکسيد و از آب خارج مي کند. در این روش اكسيداسيون تركيبات معدني و حذف مواد سمي مانند سيانيدها كه به وفور در فاضلاب صنایع مرتبط با فرایندهای الكتروشيميايي مانند آبكاري فلزات و صنايع الكترونيك یافت می‍شوند، همچنين حذف نيتريت (NO2– )وسولفيد(H2S\S2- ) از فاضلاب ها به سرعت انجام می پذیرد. در انتها يون عناصر ديگر مانند کادميم، کبالت، کروم چهار ظرفيتي، مس، جيوه، نيکل و سرب با تصفيه ترکيبي به نحو موثري زدوده مي شوند. به طور کلي S.Q.M اکسيداسيون عناصر معدني را تا درجات بالاي اکسيداسيون پيش برده و آنها را بحالت پايدار تثبيت مي کند.
2- اكسيداسيون تركيبات آلي و مواد شيميايي مانند شوينده ها
بخش عمده تركيبات مشكل آفرين در فاضلاب هاي صنعتي, مخلوط تركيبات پيچيده اي از انواع مواد آلي با غلظت هاي مختلف از حدود ميلي گرم تا گرم در ليتر می باشند. وجود اين ترکیبات, مشكلات مربوط به رنگ و بو و مهمتر از آن, تشكيل محصولات جانبي آلي سمي در حين فرايند تصفيه را به دنبال دارد. اين مواد به روش معمولي نه تنها زدوده نمي شوند بلكه خود باعث اختلال در تصفیه بيولوژيكي مي گردند.
اهداف اصلي S.Q.M در تصفيه فاضلاب محتوی این مواد عبارتست از:
- حذف تركيبات سمي ( كه غالباً در غلظت هاي پايين در ميان مخلوطي از مواد مختلف وجود دارند)
- اكسيداسيون نسبي بخش مقاوم بيولوژيكي كربن آلي محلول به منظور بهبود فرآيند تخريب بيولوژيكي بعدي
- حذف رنگ
- حذف ترکيبات شيميايي پايدار که با استفاده از ازن تخريب شده اند (مواد باقیمانده توسط فيلتراسيون روي GAC زدوده مي شوند)
3 – تبديل CODبه BOD وحذف BOD
S.Q.M عملکرد بسيار موثری در کاهش COD دارد. مولکولهاي آلي با زنجيره هاي بلند را به فرمهاي قابل تجزيه توسط ميکروارگانيسم ها (فرایند کاهشBOD)تبديل می کند.در نتيجه میتوان از ترکیب S.Q.M و روشهای بيولوژيکي براي رسيدن به کيفيت مطلوب تصفیه استفاده کرد.
4- افزايش حذف ذرات معلق
پيش ازناسيون قبل از جداسازي ذرات مي تواند راندمان جداسازي را بطور موثري بالا ببرد و ميزان مصرف منعقد كننده ها را كاهش دهد. گاز ازن قبل و يا همزمان با منعقد كننده ها( نمك هاي فريك يا آلومينيوم يا پليمر هاي كاتيوني) تزريق مي گردد و به عنوان يك ميكرو لخته ساز سبب بهبود جداسازي ذرات با راندمان 90-20 % مي گردد.البته در سیستم شیرابه که افزایش لجن مورد نظر نبوده از منعقد کننده ها استفاده خواهد شد.
5- افزايش راندمان و طول عمر فيلترهاي کربن اکتيو
فيلترهاي کربن فعال گرانولي GAC)) جاذبهاي ايده آلي به حساب مي آيند. مضاف بر اينکه ظرفيت اين فيلترها با عبور دادن آب حاوي ازن از روي آنها افزايش يافته و متعاقباً عمر مفيد آنها و فاصله بين دو زمان سرويس آنها نيز بيشتر مي شود. اين امر موجب مقرون به صرفه بودن استفاده از این نوع فيلتر در فرايند S.Q.M می گردد.
6- افزايش غلظت اکسيژن در پساب خروجي
مزيت دیگر استفاده از S.Q.M در تصفیه فاضلاب, افزایش غلظت اکسيژن در پساب خروجي تا حد اشباع مي باشد. زيرا ازن پس از مصرف به سرعت به اکسيژن تبدیل مي شود. اين امر موجب حذف مرحله هوادهي مجدد پساب براي رعايت استانداردهاي کيفيت آب از لحاظ اکسيژن محلول مي شود.
7- ضد عفوني و از بين بردن ويروسها , باکتريها، انگلها، قارچها و …
در اين فرايند با نبود لجن و استفاده مكرر از اکسیدانتها به نحو مطلوب و بسيارموثري انواع آلودگي هاي ميکربي کاهش مي یابد و ميکرو ارگانيسهاي مختلف نظيرانواع باکتريها، ويروسها، قارچها، مخمرها، اسپورها و هاگها نابود می شوند. همچنين ازن قدرت زيادي در گندزدايي انواع انگل ها از جمله كيست هاي کريپتوسپوريديم و انواع آميب را دارد. اثر ازن روي ميکروارگانيسم ها بسيار موثرتر از کلر مي باشد.
ازن بسيار سريعتر از کلر عمل مي کند (گاه تا هزاران برابر) و اصولاً در مقايسه با ساير مواد گند زدا در کمترين دوز, سبب نابودي پاتوژن ها مي شود. فاکتورC×T ، معرف حداقل غلظت مورد نياز در مدت زمان تماس, براي کاهش جمعيت ميکرو ارگانيسمها می باشد. جدول مقايسه اي زير، ازن را به عنوان بهترين ضدعفوني کننده تاييد مي کند.
فاکتورC×T لازم براي غير فعال سازي 99 درصد ميکرو ارگانيسم هاي گوناگون در محدوده دماييC o25-5
| Chlorine Dioxide
PH: 6 to 7 |
Chloramine
PH: 8 to 9 |
Chlorine
PH: 6 to 7 |
Ozone
PH: 6 to 7 |
Micro-Organisms |
| 0.4 -180 | 95-180 | 0.03-0.05 | 0.02 | E.Coli |
| 0.2-6.7 | 770-3500 | 1.1-2.5 | 0.1-0.2 | Poliovirus I |
| 0.2-2.1 | 2810-6480 | 0.01-0.05 | 0.006-0.06 | Rotavirus |
| 10-36 | 750-2200 | 30-150 | 0.5-1.6 | Giardia Lamblia cysts |
| 780 | 72000 | 7200 | 2.5-18.4 | Cryptosporidium |