کاربرد ازن در تصفیه آب
کاربرد ازن در تصفیه آب و سایر کاربرد های تخصصی و عمومی این تکنولوژی:
ميلياردها سال است كه طبيعت بوسيله پرتو فرابنفش خورشيد و يا هنگام صاعقه، اكسيژن فعال را بوجود مي آورد و از خصوصيات ضدعفوني كننده آن براي پالايش آب و هوا و محيط زيست جانداران استفاده مي نمايد.
اكسيژن فعال يك ضد عفوني كننده بسيار انعطاف پذير است و كاربردهاي بسياري در ضدعفوني هوا،آب،محيط کار(شستشوی ديوارها،كف زمين و سطوح با آب محتوی اكسيژن فعال)،لباسهاي كار و لوازم مختلف دارد. اکسیژن فعال یا ازن بر خلاف ضد عفوني كننده هاي معمول مانند كلر، فرمالين، متيل برمايد و سایر مواد شيميايي، طی عمل اكسيداسيون هيچگونه مواد سمي يا مضري بر جاي نمي گذارد. ضدعفوني هوا با اكسيژن فعال به صورت پيوسته درحين كار و بدون تخليه مكان انجام مي گيرد و در نتيجه به طور مرتب ميزان آلودگي در محيط كاهش مي يابد .
كاربرد ازن در تصفيه و ضد عفوني آب آشاميدني
امروزه به دلیل مشخص شدن مضرات مواد رایج ضد عفونی بویژه کلر, در تمام دنيا استفاده از اكسيژن فعال در تصفيه آب آشاميدني گسترش يافته است .از جمله مشکلات بوجود آمده توسط کلر تشکیل ترکیبات سرطانزا(THMs) پس از استفاده از آن می باشد. بنابراین در بسیاری از کشورهای توسعه یافته مرحله کلر زنی در ابتدای تصفیه خانه حذف شده است. همچنین اكسيژن فعال در مراحل مختلف تصفيه, توانایی حذف فلزات سنگين ، سموم كشاورزي، رنگ و بوی آب را دارد.
از آنجا که اكسيژن فعال، هيچگونه مواد سمي يا مضر در آب برجا نمي گذارد ,پس از استفاده از آن, نياز به پالايش مجدد آب نيست. تجربه نشان داده است كه اكسيژن فعال سريعا اجزاء محلول در محيط را اكسيد نموده و نتيجه اين اكسيداسيون, تنها اكسيد اجزاء و اكسيژن ميباشد. زیرا مولكول اكسيژن فعال پايدار نيست و پس از مدت كوتاهي شكسته و تبديل به مولكول پايدار اكسيژن مي گردد.
اكسيژن فعال از لحاظ قدرت و سرعت ضد عفوني ,سه هزار برابر قوي تر از كلر است. اغلب بيماري ها و مرگ و ميرهاي گزارش شده در كشور هاي پيشرفته دنیا در افراد مسن و گروههايي از مردم كه سيستم ايمني آنها ضعيف عمل مي كند, مربوط به انگل ها و ويروس هاي مقاوم به كلر است. در دهه 1990 در كشوري نظير امریکا ظهور مجدد اپيدمي هاي ميكروبي آب بويژه انواع تك ياخته ها كه عمدتاً به مقادير رایج استفاده از كلر, مقاوم هستند گزارش شده است. در سال 1993 شيوع بيماري كريپتوسپوريدبازيش در شهرهاي واشنگتن و ميل واكي منجر به فوت 100 نفر و بیماری 400 نفرکه از آب تصفيه شده نوشیده بودند شد.
جدول زير ، مقايسه فاکتورC×T یعنی حداقل غلظت مورد نیاز در مدت زمان تماس, برای کاهش جمعیت میکرو ارگانیسم ها را نشان می دهد که طبق جدول, اكسيژن فعال بهترين ضدعفوني كننده به شمار می رود.
| 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 |
بررسی استفاده از ازن در ضدعفونی کردن هوا و سطوح
فاکتورC×T لازم براي غير فعال سازي 99 درصد ميکروارگانيسم هاي گوناگون در محدوده دماييC o25-5
كاربرد ازن در تصفيه آب و فاضلاب
در حال حاضر استفاده از اكسيژن فعال در زمينه تصفيه فاضلاب هاي مختلف صنعتي و شهري جايگزين روش هاي قديمي تصفيه فاضلاب شده است. كاهش هزينه هاي توليد و قابليت تصفيه انواع فاضلاب ها بوسيله اكسيژن فعال, سبب گسترش روز افزون استفاده از اين اكسيد كننده قوي در فرآيندهاي تصفيه و ضدعفوني پساب هاي مختلف شده است .
يکي از مهمترين مراحل در عمليات 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 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
اکسیژن فعال توانسته است در ضد عفوني كردن و اكسيداسيون تركيبات آلي جايگزين سیستم های متعارف تصفيه فاضلاب شود. این روش بيشترين راندمان را درحذف مواد شيميايي موجود در آب و فاضلاب نسبت به ساير مواد اكسيد كننده متداول دارد. همچنین استفاده از اکسیژن فعال ,راندمان مراحل ديگر تصفيه را افزايش می دهد.
- مزایای استفاده از ازن در تصفیه آب و فاضلاب
- حذف تركيبات شيميايي پايدار مانند كود و سموم شيميايي، علف كشها ، حشره كشها ، شوينده ها ، فنلها ، رنگها و …
- كاهش تشكيل مواد سرطانزا مانند تري هالومتانها و پيشسازهاي آنها
- بهبود فرایند منعقد سازي- معلق سازي- زلال سازي و فيلتراسيون
- ضد عفوني و از بين بردن کلیه ويروسها،باكتريها ،انگلها، قارچها
- زدودن آهن، منگنز و سایر فلزات سنگين
- تبديل COD به BOD و حذف BOD
- افزايش راندمان و طول عمر فيلترهاي كربن اكتيو
- كنترل رشد جلبكها
كاربرد ازن در تصفيه و ضد عفوني آب استخر
پالايش آب استخرها با گاز ازن, مطمئن ترين و موثرترين روش تصفیه و ضد عفوني درجهان می باشد. اكسيژن فعال يك ضد عفوني كننده بسيار قوي است كه مواد شيميايي موجود در آب استخر را اكسيد کرده و به عنوان يك ميكرو فلوكولاسيون، راندمان تصفيه استخر را افزايش مي دهد. در نتیجه آب استخر شفافتر شده, اكسيژن محلول در آب افزایش یافته و كيفيت آب استخر بهبود مي يابد.
بررسی استفاده ازن در صنعت غذا به عنوان جایگزینی برای کلر
· مزاياي استفاده از گاز اكسيژن فعال در استخر شنا:
- افزايش کيفيت و شفافيت آب استخر
- کنترل رشد جلبکها بر ديواره ها و کف استخر
- ايجاد فضايي عاري از ميکرو ارگانيسم هاي بيماري زا
- حذف يونهاي آهن و منگنز محلول و سایر ترکيبات معدني
- حذف هزينه هاي حمل و نقل و نگهداري مواد شيميايي
- عدم نياز به تجهيزات متعدد و فضاي زياد
- مقرون به صرفه و سازگار با طبيعت
- عدم توليد آلودگي ثانويه در محيط
- عدم نياز به اپراتور متخصص
- سادگي عملکرد ونصب آسان
كاربرد اكسيژن فعال در بوزدايي
امروزه آلودگي هوا يكي از علل بیماری های شایع تفسی,عصبی و … می باشد. افرادي كه در معرض هوای آلوده هستند به انواع بيماريهایی كه ريشه در تنفس هوای آلوده دارند، دچار می شوند. بو يكي از شاخص هاي مشهود آلودگي هوا است كه از منابع مختلفي مانند فاضلاب هاي شهري و صنعتي ، زباله ها، حيوانات ، دخانيات، گازهاي شيميايي منتشر شونده از كارخانه ها و كارگاه هاي توليدي و غیره به وجود می آید.
تزريق اكسيژن فعال به جريان هواي آلوده و بویناک,موجب تخریب مولكولهاي بوزا میشود. اين امر سبب مي شود تا كاركنان یا ساکنین از محيط كار بهتر و شرايط زيستي مناسب تري برخوردار شوند كه نتيجه آن افزايش توان كار روزانه مي باشد.
تزريق اكسيژن فعال در محیط سبب کاهش نیاز به تهويه هوا به مقدار 20-15 درصد و صرفه جويي در هزينه گرمايش تا 30 درصد و همچنين سبب كاهش بو در محوطه مي گردد.
كاربرد ازن درصنايع مواد غذايي
نگهداري و افزايش زمان ماندگاری محصولات غذایی همواره یکی از دغدغه های توليد كنندگان در سطح جهان مي باشد. طبق مقاله منتشر شده اي از سازمان محيط زيست , استفاده از اكسيژن فعال به منظور ضد عفوني ميوه ها, سبزيجات و گوشت, نیاز به استفاده از هر گونه ضد عفوني کننده ثانويه اي را منتفی مینماید.
كاربرد اكسيژن فعال در عمل آوري و نگهداري مواد غذايي سبب ايمني آنها در کلیه مراحل, از به عمل آوري تا مصرف مي گردد.
ميکرو ارگانيسم هاي خاک, سبزيجات را در سطح وسیعی آلوده مي کنند. ميوه ها توسط باکتريها، هاگ ها, قارچها, اسپورهاي منتشر شونده از طريق هوا, باکتريهاي منتشر شونده توسط هسته قطرهDroplet nuclei , ذرات گرد و غبار و دست افرادي که در چيدن ، بسته بندي و توزيع دخالت دارند ، آلوده مي شوند.
گاز اكسيژن فعال يک ميکروب کش و ضدعفوني کننده بسيار موثر است که به سرعت باعث کاهش جمعيت ميکرو ارگانيسمهاي ذکر شده و نيز نسل جديد ميکروارگانيسمها مانند Listeria و يا نژادهاي بدخيم Escherichia coli ، ويروسهاي بيماري زا ، کپک هاي قارچي، تخم انگلها وAmoebocytes مي گردد.
در شکلهاي زير بخوبي مشاهده مي شودکه استفاده از گاز اكسيژن فعال در شستشو و بسته بندي سبزيجات و ميوه ها تا چه حد سبب افزايش کيفيت محصول و زمان ماندگاري آنها شده است.
نتايج حاصل ازکاربرد گاز اكسيژن فعال در بسته بندي ميوه ها و ديگر مواد خوراکي نگهداري شده در دماي 45 درجه
مطالعات جديد نشان دادند كه تزریق مداوم يا منقطع گاز اكسيژن فعال در انبار مركبات و سردخانه ها, از رشد كپك هاي سبز- آبي جلوگيري مي كند و رشد عوامل قارچي كه ميوه ها از قبل به آنها آلوده بودند و خسارات ناشي از آنها را به شدت كاهش مي دهد. به نظر مي رسد كه در كشور ما اكثر ميوه هاي انبار شده داراي آلودگي قارچي و كپك هستند و اين مسئله بخصوص در صادرات ميوه مشكل آفرين است
همچنین اکسیژن فعال, اتيلن متصاعد شده از محصولات داخل انبار را نابود می کند. اتيلن گازي است که فرايند رسيدن ميوه را تسريع و عمر نگهداري آنها را كاهش مي دهد. بنابراین برای افزایش زمان ماندگاری میوه های تازه و محصولات مشابه مانند گوجه فرنگی یا براي جلوگيري از رسيدن موز در طول حمل و نقل می توان از اکسیژن فعال استفاده نمود.
اداره غذا و دارويي آمريکا(FDA) در26ژوئن 2001 کاربرد اكسيژن فعال را بعنوان يک ماده ضد باکتريايي در صنايع غذايي تصويب نمود. ضمناً استفاده از اكسيژن فعال در صنايع غذايي و آبهاي آشاميدني در تاريخ 8/9/1382به تائيد وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکي ايران (معاونت غذا و دارو) نيز رسيده است.
كاربرد ازن درعمل آوري و نگهداري گوشت قرمز، مرغ ، ماهي
سطوح آلوده شونده در فراورده های گوشتی بسیار وسیع است . سطح خارجي گوشت به دليل باکتريهاي موجود در هوا و گرد و غبار, به محض تماس کاربران در پروسه بريدن ، بسته بندي و توزيع , آلوده مي شود.
پس از برش و چرخ کردن ، آلودگي هاي سطحي گوشت و انواع باکتري های اورگانوتروفيک Organotrophic همچنین Listeria , Hepatitis ,Cholera بداخل آن نفوذ مي کنند. لازم به ذکر است در ژوئن سال 2001 سازمان USDA-FDA خطرات باقي ماندن میکرو ارگانیسم Listeria حتی پس از استفاده از گاز کلر را اعلام کرده است.
شستشو و ضدعفوني لاشه هاي گاو، گوسفند و… با آب محتوی ازن, سبب کاهش ميکروبهاي روي سطح پوست مي شود همچنين شستشوي تيغه چاقوهاي برش دهنده گوشت با آب محتوی اكسيژن فعال، از نشر آلودگي هاي ميکروبي در قطعات و برشهاي گوشت جلوگيري مي کند. قسمتهاي داخلي گوشت چرخ کرده، از شرايط بي هوازي نسبي برخوردارند, در نتیجه باکتريهاي تخمير کننده Fermentative در درون آن فعال می شوند. بعلاوه عمل چرخ كردن موجب گرم شدن گوشت و ايجاد محیط مناسب برای تکثير باكتريها می شود. تعداد باکتريها در گوشت چرخ شده بقدری زياد است که حد ماکزيمم قابل قبول, ده ميليون باکتري در هرگرم گوشت می باشد. لازم به ذکر است که معمولاً شمارش باکتريها در شرايط هوازي صورت مي گيرد و هرگونه باکتري بي هوازي مطلق که در نمونه وجود داشته باشد، در معيار فوق به حساب نمی آید.
. قبل از ازن
. بعد از ازن
ماهی
یکی از مشکلات عرضه ماهی به مصرف کنندگان ، فساد پذیری سریع این پروتئین ارزشمند است. زمان، دما و باکتريها دشمنان ماهی تازه هستند. خراب شدن گوشت ماهی همراه با پيدايش فسفرسانس مربوط به تکثير و ازدياد باکتريهای دريايی (مانند آکرومو باکتر Acromobacter و انواع مشابه آن) در سطح ماهی می باشد. باکتری های سطح ماهی شامل انواع باکتریهای دريايی مانند هالوفيل و پسيکروفيل میباشد. طبق تحقیقات انجام شده استفاده از غلظت مناسب اكسيژن فعال در پروسه نگهداری, بسته بندی وحمل آبزیان , توليد محصول ايمن در مقابل E-Coli و میکروارگانیسم های بيماریزای مشابه را امکان پذیر می سازد.
شستشوی جانداران دريايی (ماهی ، ميگو ، خرچنگ و …) با اكسيژن فعال کلیه باکتريها ، لجن ها و موجودات ذره بينی که به فلس و پوسته چسبناک آنها می چسبد را نابود می کند. قدرت و توانایی اكسيژن فعال در ضد عفونی مواد غذائی 10 برابر کلر می باشد.
همچنين منجمد كردن جانداران دريايي در يخ حاوی اكسيژن فعال, سبب تازه تر ماندن، عدم تغيير رنگ گوشت ماهي و افزايش زمان ماندگاری آن مي شود.
كاربرد ازن در عمل آوري و نگهداري نان
با وجود اينکه هنگام پختن نان، اکثر ميکرو ارگانيسم ها در اثر حرارت کشته مي شوند اما اسپور باسيلوس ها و کلستريديوم ها و قارچها از بين نمي روند و پی در پی تکثير مي شوند, مگر اينکه مواد شيميايي جلوگيري کننده از رشد باکتري, به خمير نان افزوده شود. اكسيژن فعال با دارا بودن خاصيت ضدعفوني کنندگي، قابليت از بين بردن انواع باکتريها ، اسپورها و قارچهاي منتشر شونده ازطريق هوا يا آب را دارد و از ايجاد کپک و قارچ در نان جلوگيري مي کند, در نتيجه زمان ماندگاري آن را افزايش مي دهد.
مزاياي استفاده از ازن در صنايع مواد غذايي
- افزايش طول عمر و زمان ماندگاري مواد غذايي (سبزيجات , ميوه ها ,گوشت ,غلات , خشكبار و…)
- مقرون به صرفه بودن سيستم (با توجه به استفاده از اكسيژن هوا جهت تولید اکسید کننده )
- امکان طراحي سيستم متناسب با كاربري در صنايع مواد غذايي
- عدم تولید مواد شيميايي مضرو آلودگي ثانويه
- افزايش اطمينان در توليد محصولات سالم و بي خطر
- از بين بردن كپك هاي قارچي و تخم انگلها
- مطابقت با فرآيندهاي طبيعي اكوسيستم
- عدم تغيير طعم و مزه ، رنگ و بو
- كاهش ميزان ضايعات مواد غذايي
- بهره برداري ساده
تعدادی از مراکز استفاده کننده از ازن ژنراتور در ايران
- شركت آب و فاضلاب استان اصفهان براي ضدعفوني آب در تصفيه خانه آب بابا شيخ علي (تامين كننده آب شهر اصفهان)
- انستيتو پاستور ايران درتصفيه خانه آب بخش سرم سازي هپاتيت B و نگهداري حيوانات آزمايشگاهي
- شركت آب و فاضلاب استان همدان براي ضدعفوني آب در تصفيه خانه آب شهر همدان
- شركت آب و فاضلاب استان كردستان براي ضد عفوني آب در تصفيه خانه آب سنندج
- شركت آب و فاضلاب استان خوزستان براي ضد عفوني آب در تصفيه خانه آب شهر اهواز
- شركت آب و فاضلاب استان بوشهر براي تصفيه خانه آب بندر عباس
- بیشتر شركت هاي توليد آب معدني درايران از جمله كوهرنگ ، پلور، گلاب مرغوب (كريستال)
- جمع كثيري از توليدكنندگان خشكبار علي الخصوص صادر كنندگان خشكبار به اتحاديه اروپا
- بسياري از دانشگاه هاي كشور از جمله دانشگاه تربيت مدرس ، دانشكده محيط زيست تهران
- استخرهاي شنا از جمله استخر شناي نيروگاه برق آلستوم و وزارت كشور و جيحون
- شركت فن آوري زيستي طبيعت گرا براي ضد عفوني آب مصرفي كارخانه
- كارخانه فرآورده هاي لبني پاكسار (كارخانه پاك سازي) براي بوزدايي
- سازمان دامپزشكي كشور در تصفيه خانه فاضلاب مركز تشخيص
- شهرك فرناز نور در تصفيه خانه آب مصرفي شهرك
- شركت محصولات دريايي جنوب در آزمايشگاه
- شركت توليدات كشاورزي سرچين در آزمايشگاه