کاربردها و مزایای تصفیه آب با اوزون
تصفیه آب با اوزون یکی از روش‌های موثر و پیشرفته برای حذف آلودگی‌ها و بهبود کیفیت آب محسوب می‌شود. درواقع، اوزون یک ماده ضدعفونی‌کننده قوی است که می‌تواند باکتری، ویروس، قارچ، جلبک و سایر میکروارگانیسم‌های موجود در آب را از بین ببرد. این ماده به‌دلیل ساختار ناپایدار، پس‌از انجام فرایند ضدعفونی به اکسیژن تبدیل می‌شود و عملا هیچ باقی‌مانده‌ای در آب نمی‌گذارد؛ همین قابلیت باعث می‌شود اوزون از سایر مواد شیمیایی مانند کلر و فرمالین برتری داشته باشد.
علاوهبراین، ماده اوزون یک اکسیدکننده فوق‌العاده به‌شمار می‌رود که می‌تواند به‌طور خاص روی رنگ، بو، طعم، مواد آلی، فلزات سنگین، ترکیبات کلردار و سایر آلاینده‌های موجود در آب تاثیرگذاشته و آنها را نابود کند. پژوهش‌ها نشان می‌دهد اوزون با اکسید کردن این آلاینده‌ها، آنها را به ترکیبات نامحلول تبدیل می‌کند که باعث افزایش کیفیت اب می‌شود.
اوزون یک روش انعطاف‌پذیر و کارآمد شناخته می‌شود که در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و کاربرد فراوان دارد. همچنین، روش موردبحث می‌تواند در تصفیه آب شیرین، آب فاضلاب، تصفیه آب‌های صنعتی، تصفیه آب‌های شیلات، تصفیه هوا، تصفیه آب‌های استخر، شست‌وشوی میوه، ضدعفونی مواد غذایی، میوه‌جات و سبزی‌جات به‌کار گرفته شود. باید یادآور شویم اوزون در شرایط مختلف باتوجه‌به نیازها به‌صورت مایع یا گاز استفاده می‌شود. در ادامه با این مقاله از خلیج فارس به توضیح تصفیه آب با اوزون، کاربردها و مزایای آن اشاره خواهیم کرد.
تصفیه آب با اوزون چگونه است؟
اوزون یک ماده سه اتمی اکسیژن به‌شمار می‌رود که به‌دلیل اکسیداسیون بسیار بالا برای حذف آلودگی‌های میکروبی، شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود. تصفیه آب با اوزون به دو روش صورت می‌گیرد که در روش اول اوزون را مستقیما به آب اضافه می‌کند، اما در روش دوم آن را با آب مخلوط کرده و سپس به منبع اصلی اضافه می‌کنند. بسیاری از دستگاه های تصفیه آب صنعتی، از این روش استفاده می کنند. برای خرید این دستگاه می توانید به صفحه، خرید تصفیه آب صنعتی از سایت خلیج فارس کنید.
روش اول برای آب‌های سطحی و شهری که دارای آلودگی‌های متوسط و زیاد هستند به‌کار برده می‌شود، اما روش دوم برای آب‌های زیرزمینی و آب‌های صنعتی که آلودگی کمتری دارند مناسب‌تر است. برای تصفیه آب نیاز به تجهیزات خاصی داریم که به آنها اوزون‌ساز یا ژنراتور اوزون می‌گویند. درحقیقت تجهیزات نام‌برده با استفاده از جریان الکتریکی یا اشعه فرابنفش اوزون را از اکسیژن هوا یا اکسیژن خالص تولید می‌کنند؛ سپس، اوزون را از طریق لوله، نازل، مخزن، مبدل و مخلوط‌کننده به آب می‌رسانند.
برای کنترل و نظارت‌بر فرآیند تصفیه در چنین روشی نیاز به pH، ابزارهای اندازه‌گیری و تنظیم میزان اوزون اکسیژن محلول و جریان آب‌ودما داریم که از اصول اولیه برای تصفیه محسوب می‌شوند.
تکنیک های تصفیه تکمیلی آب با گاز اوزون
اوزون قوی‌ترین اکسیدان و ضدعفونی‌کننده در جهان شناخته می‌شود که می‌تواند بسیاری از قارچ‌ها، اسپورها، کیست‌ها و آلاینده‌های آلی و معدنی را از بین ببرد. پژوهش‌های دانشمندان بیان می‌کند که اوزون پس از گذشت مدت‌زمان بسیار کوتاهی به اکسیژن تبدیل می‌شود و باقی‌مانده‌ای از آن به‌جای نمی‌ماند؛ این خاصیت باعث می‌شود اوزون مواد شیمیایی مضر نظیر ترکیبات جانبی کلر (DPB) تری‌هالومتان (THM) را ایجاد نکند.
علاوهبراین، اوزون می‌تواند راندمان فیلتراسیون را افزایش دهد که باعث حذف بهتر ذرات نامحلول می‌شود و زمان مورد نیاز برای تشکیل فلوک و لخته‌سازی را کاهش می‌دهد. همچنین، مواد شیمیایی برای فرآیند انعقاد و لجن حاصل از بک واش فیلتر نیز کاهش می‌یابد؛ این امر باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های دفع و مدیریت لجن می‌شود.
ازسوی دیگر، محدودیت‌هایی برای تصفیه آب با گاز اوزون وجود دارد که از مهم‌ترین آن می‌توانیم به ناپایداری گاز اووزن اشاره کنیم که تنها باید در محل مصرف تولید شود؛ همچنین این مبر نیازمند تجهیزات پیچیده و هزینه‌بر است. پژوهشگران می‌گویند اوزون تنها یک روش تکمیلی محسوب می‌شود و هیچ‌گاه نمی‌تواند جایگزین کلر شود. به‌عنوان‌مثال، گاز اوزون در آب استخر نمی‌ماند و قادر به تصفیه آلودگی ثانویه نیست؛ بنابراین، در آب استخر کلر می‌ریزند تا گاز باقی‌مانده بتواند آلودگی‌ها را پاک‌سازی کند.
گاز اوزون سمی است و می‌تواند برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک باشد؛ بنابراین باید با رعایت استاندارد‌های ایمنی و کنترل کیفیت مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین، اوزون می‌تواند برخی مواد معدنی مانند آهن، منگز و سایر مواد سخت را اکسید که باعث افزایش غلظت در آب می‌شود و ما را نیازمند روش‌های پساب اوزون می‌کند.
بیشتر بخوانید: تصفیه شیرابه زباله
کاربرد های ازن زنی آب
طبق پژوهش‌ها، ازن زنی آب یک روش تصفیه اب با استفاده از گاز اوزون است که می‌تواند ناخالصی‌ها و آلودگی‌های مختلف را از آب پاک‌سازی کند. درحقیقت، ازن یک گاز آبی گم‌رنک و بسیار واکنش‌پذیر به‌شمار می‌رود که از سه اتم اکسیژن تشکیل می‌شود و فرمول شیمیایی O3 دارد. همچنین باید یادآور شد ازن به‌عنوان ضدعفونی‌کننده قوی‌تر از کلر شناخته می‌شود که برای پاک‌سازی تمام میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود و به‌هیچ‌وجه رنگ آب یا طعم آن را تغییر نمی‌دهد یا هیچ ماده شیمیایی دیگری به آب اضافه نمی‌کند.
همچنین باید گفت ازن زنی کاربردهای بسیار زیادی در صنعت و پزشکی دارد که از مهم‌ترین آنها می‌توانیم به تصفیه آب آشامیدنی، ضدعفونی اسخترهای شنا و پروش آبزیان، دامداری و کشتارگاه، صنایع غذایی، برج‌های خنک‌کننده، دستگاه‌های بسته‌بندی مواد غذایی، آکواریم، انبارهای مرکبات، غلات و دانه‌های خوراکی، تقویت سیستم ایمنی بدن، کاهش التهاب و افزایش سطح اکسیژن در بدن اشاره کنیم.
روش تولید ازن در روش ازن زنی
براساس اطلاعات علمی و پژوهشی، ازن به روش‌های مختلفی تولید می‌شود، اما تخلیه الکتریکی شاید یکی از مرسوم‌ترین‌ها به‌شمار رود؛ در این روش ازن با اعمال ولتاژ بالا بین دو الکترود در یک راکتور تولید می‌شود؛ به‌عبارتی دیگر، زمانی‌که الکتریسیته یکی الکترود به الکترود بعدی می‌رود مولکول‌های اکسیژن در هوا شکسته شده و اتم‌های اکسیژن آزاد می‌شوند. سپس این اتم‌ها با مولکول‌های اکسیژن دیگر ترکیب شده و ازن را تشکیل می‌دهد.
همچنین، روش اشعه فرابنفش یا همان UV وجود دارد که با تاباندن اشعه فرابنفش به اکسیژن داخل راکتور تولید می‌شود. پژوهش‌ها نشان می‌دهد وقتی اشعه به مولکول‌های اکسیژن برخورد می‌کنند، انرژی آنها افزایش می‌یابد. این روش یکی از ساده‌ترین و ارزان‌ترین روش‌ها برای تولید ازن است.
در انتها باید به روش شیمیایی تولید ازن اشاره کنیم که با واکنش شیمیایی بین مواد مختلف تشکیل می‌شود. در این روش برخی مواد مانند هیدروژن پراکساید، نیترات سدیم، نیتریک اسید و آب اکسیژنه می‌توانند با اکسیژن واکنش نشان داده و ازن را تولید کنند؛ باید اشاره کنیم این روش بازده بسیار کمی دارد و کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عوامل موثر در ازن زنی آب
گاز ازن به‌عنوان یک اکسیدکننده قوی و میکروب‌کش موثر برای حذف آلاینده‌های آب مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ این فرآیند به‌عوامل بسیار زیادی بستگی دارد که باعث بهبود بو و طعم آب می‌شود؛ در ادامه به جزئیات بیشتری می‌پردازیم.
- دوز ازن: مقدار گاز ازنی که به آب تزری می‌شود باید به‌گونه‌ای صورت بگیرد که بتواند آلاینده‌های موجود در آب را اکسید کند تا فرآیند ضدعفونی آب فراهم شود. همچنین، دوز ازن بستگی به کیفیت آب خام، مدت‌زمان تماس، ننو آلاینده‌ها و میزان pH دارد، اما به‌طور کلی دوز ازن باید بین ۰.۵ تا ۱۰ میلی‌گرم در هر لیتر باشد.
- مدت‌زمان تماس: زمانی‌که گاز ازن با آب در تماس باشد، باید به اندازه کافی وقت داشته باشد تا واکنش‌های اکسیداسیون را تکمیل کند؛ تحقیقات نشان می‌دهد مدت‌زمان فرآیند تماس به عوامل زیای بستگی دارد، اما میزان معمول آن بین ۵ تا ۳۰ دقیقه است.
- درجه اسیدی یا قلیایی آب: pH تاثیر مستفیمی روی فعالیت و پایداری گاز ازن دارد. مطالعات نشان می‌دهد ازن در محیط‌های قلیایی پایداری کمتری دارد و سریع تجزیه می‌شود؛ همچنین، ازن در این محیط‌ها قدرت اکسیداسیون کمتری دارد و برخی از آلاینده‌ها مانند آمونیاک و نیتریت را کمتر اکسید می‌کند.
- دما: مطالعه‌های علمی نشان می‌دهد دمای آب تاثیر غیرمستقیمی روی فعالیت و پایداری گازن ازن دارد؛ بنابراین با افزایش دما، حلالیت ازن در آب کاهش پیدا می‌کند و سریع تجزیه می‌شود. همچنین، با افزایش دما شاهد افزایش سرعت واکنش‌های اکسیداسیون خواهیم بود. به‌طور کلی، دمای مناسب برای ازن زنی آب بین ۵ تا ۲۵ درجه سانتیگراد است.
ترکیبات ناشی از ورود ازن به آب و فاضلاب
طبق آخرین مطالعات پژوهشی ازسوی دانشمندان، ورود ازن در تصفیه آب و فاضلاب باعث به‌وجود آمدن مواد سمی و غیرسمی می‌شود که از مهم‌ترین آنها می‌توان به الکل‌ها، کتون‌ها، آلدئیدها و اسیدهای غیرهالوژن‌دار شود.
- الکل‌ها: این ترکیبات حاصل از اکسیداسیون مواد آلی با ازن هستند که می‌توانند به صورت مسقیم یا با واکنش‌های کربن فعال از بین بروند؛ الکل‌ها اصولا خطری برای سلامتی ندارند.
- کتون‌ها: این ترکیبات نیز مانن الکل‌ها از طریق اکسیداسیون مواد آلی با ازن به وجود می‌آیند که با کربن فعال بیشتر تجزیه می‌شوند؛ کتو‌ها اساسا برای سلامتی خطری ندارند.
- آلدئیدها: از اکسیدسیون مواد آلی با ازن ایجاد می‌شوند و می‌توانند با کربن فعال یا با اکسیداسیون بیشتر تجزیه شوند؛ آلدئیدها برای سلامتی بسیار مضر و خطرناک هستند.
- اسیدهای غیر هالوژن‌دار: مانند آلدئیدها با ازن ترکیب می‌شوند و می‌توانند برای سلامتی فوق‌العاده مضر باشند.
بیشتر بخوانید: انواع سختی گیر آب
تفاوت کلر با ازن در تصفیه آب و فاضلاب
ازن قدرت گندزدایی بیشتری درمقایسه‌با کلر دارد و می‌تواند باکتری‌ها، ویروس‌ها و مواد معدنی را به سرعت از بین ببرد. همچنین، ازن موجب تولید مواد جانبی مضر مانند اسیدهای تری‌هالومتان‌ها و هالواستیک‌ها که از عوامل موثر ایجاد سرطان در بدن انسان هستند، نمی‌شود.
علاوهبراین، ناپایدار بوده و باید بلافاصله پس‌از تولید به مصرف برسد، اما کلر می‌تواند در مخزن‌ها ذخیره شده و درصورت نیاز استفاده شود. ازسوی دیگر، ازن اکسیدکنندگی بالاتری از کلر دارد و می‌تواند مواد آلی و فلزات را نیز اکسید کند. تصفیه آب با اوزون قدرت لخته‌سازی را درمقایسه‌با کلر بالا می‌برد که همین امر باعث می‌شود رنگ و بو آب بهبود یابد.
جمع‌بندی
در این مقاله از خلیج فارس در مورد تصفیه آب با اوزون صحبت کردیم و ضمن معرفی کاربردهای این روش، عوامل موثر در ازن زنی ر نیز بیان کردیم. از اینکه تا انتهای این مطلب همراه ما بودید، صمیمانه سپاسگزاریم و در صورتی که همچنان سوالاتی در این زمینه دارید، می‌توانید در بخش نظرات مطرح کنید تا کارشناسان ما در اسرع وقت، شما را راهنمایی کنند.