گندزدایی آب با ازن (ازون)
یکی از اساسی‌ترین اهداف تصفیه آب گندزدایی یا ضدعفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می‌باشد. تاکنون برای گندزدایی آب روش‌های مختلفی ارائه گردیده است که مهم‌ترین آنها کلرزنی، ازن زنی و استفاده از دی‌اکسید کلر، برم، ید و نیز اشعه UV می‌باشد.
عمومی‌ترین روش گندزدایی در جهان کلر زنی می‌باشد که از دلایل عمده استفاده از آن می‌توان موثر بودن در غلظت پائین،ارزان و در دسترس بودن ونیز داشتن باقیمانده در آب پس از عمل گندزدایی را نام برد. با توجه به تشکیل ترکیبات آلی کلرینه و سایر ترکیبات تری‌هالومتان در اثر گند زدایی با کلر که عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان به همراه دارد استفاده از گندزداهای جدید روز به روز ابعاد وسیع‌تری می‌یابد.
ازن از جمله ترکیباتی است که با توجه به خواص ویژه خود،نزدیک به یک قرن است که بعنوان گندزدا در آب آشامیدنی توسط کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است . اولین کار برد ازن در سال ۱۸۹۳ در کشور هلند و برای تصفیه خانه‌ای که از آب رودخانه راین تغذیه می‌نمود صورت پذیرفت. امروزه بیش از یک هزار تصفیه خانه آب از ازن بعنوان بخشی از تصفیه شیمیائی استفاده می‌کنند که اغلب آنها در کشورهای غربی بویژه فرانسه،سوئیس و کانادا قرا دارند بزرگترین تاسیسات گند زدایی با ازن در مناطق پاریس و مونترال بکار گرفته شده است.
مزایای ضدعفونی با ازن (اوزون) در قیاس با سایرضدعفونی کننده‌ها
- ضد عفونی با ازن با درجه اکسید کنندگی بالاتر، فعالیت سریعتر، زمان اثر کمتر و تأثیر گذاری بهتر، نتایج مطلوب‌تری برای استریلیزاسیون نسبت به سایر روش‌ها دارا می‌باشد.
- سیستم‌های ازن به صورت سانترال و دائم کار هستند و نیاز به هیچ گونه ماده اولیه مصرفی به جز برق ۲۲۰ ولت ندارند. ضد عفونی با ازن در مقایسه با سایر مواد مثل فرمالدئید که تهیه آن به صورت موقت و بر مبنای مقدار استفاده روزانه کارخانه انجام شده و هزینه‌های گزاف خرید، حمل و نقل و نگهداری را در پی دارد، از لحاظ اقتصادی در صنعت مقرون به صرفه بوده و هزینه‌های جانبی را در گذر زمان به صفر خواهد رساند.
- اشعه V به علت عدم ایجاد آب استریل کننده قادر به استفاده در بخش CIP نمی‌باشد.
- کلر به علت داشتن باقی مانده شیمیایی بالا بعد از ضد عفونی نیاز به یک مرحله شستشوی مجدد دارد که باعث افزایش میزان آب مصرفی و زمان می‌گردد و به همین دلیل عملاً در CIP مواد غذایی استفاده نمی‌گردد.
استریل کردن و ضد عفونی آب با ازن (اوزون)
برای کاهش بار میکروبی و تصفیه کامل آب مصرفی (شهری، روستایی، کارخانجات مختلف، استخرها، مراکز بیمارستانی، دامداری‌ها، مرغداری‌ها، …) دستگاه Ashbi Series جایگزین کلر جهت استریل کردن آب با قدرت اکسید کنندگی بالاتر حدود (<1) می‌گردد که با استفاده از این روش می‌توان عوارض جانبی ناشی از آن، زمان طولانی ضد عفونی کردن و محدودیت‌های عملی آن را به نوعی کاهش داد.
- ازن به دلیل برخورد مستقیم با غشا پلی ساکاریدی باکتری می‌تواند زمان ضدعفونی کردن (تقریباً ۳۰۰۰ بار) سریعتر از کلر به انجام رساند. در حالیکه کلر از غشا باکتری عبور کرده و هسته را تحت تأثیر می‌گذارد که این فرایند با زمان بیشتری صورت می‌گیرد.
- ازن به دلیل قدرت اکسید کنندگی بالاتر از سایر روش‌ها می‌تواند بر کلیه میکروارگانیسم‌ها حتی ویروسها و اسپورها غلبه کند.
- PH، کدورت و مقدار سختی آب روی عمل استریل ازن تأثیر نمی‌گذارد در حالیکه ضد عفونی موارد فوق باید برای عملکرد کلر تعریف شده باشد.
- مقدار تزریق ازن در طول زمان‌های مختلف ضد عفونی (Tn = T20 = T1) برابر و توسط سنسور آن لاین اندازه گیری می شود در حالیکه کنترل میزان کلر در زمان‌های متفاوت عملا مشکل ساز می‌باشد.
- سیستم‌های ازن نیاز به هیچ ماده مصرفی یا فیلتر خاصی ندارد، صنعتی و دائم کار می باشد و با توجه به خاصیت شیمیایی آن هیچ گونه باقی مانده ای در محیط به جا نمی گذارد.
- کلر با بعضی از املاح آب تشکیل نمک داده که این نمک بر روی سطوح رسوب می‌دهد، در صورتی که ازن نه تنها تشکیل نمک نداده بلکه به شفاف سازی آب کمک می‌کند. بدین صورت که ذرات معلق ریز (کلوئیدی) در آب را که باعث تیرگی آب می‌شود خنثی نموده و ذرات معلق را به هم می‌چسباند، که بدین ترتیب باعث موثر تر عمل کردن این روش می‌شود.
- بر خلاف کلر،ازن THM و کلر آمین تولید نمی‌کند و بعد از استفاده اگر اضافه باشد به حالت اکسیژن در می‌آید .
- سیستم‌های ازن، مواد آلی را تا حد امکان حذف می‌کند (مانند نیتروژن و کربن) بنابراین مواد کمتری برای ترکیب با کلر باقی می‌ماند .
- ازن تمامی میکروار گانیسم‌ها از جمله وبا- هپاتیت را از بین می‌برد، ولی کلر وبا را از بین نمی‌برد.
محصولات جانبی حاصل از گند زدایی با ازن (اوزون)
در غیاب یون برمید در آب،محصولات جانبی حاصل از ازن زنی شامل اسید‌هایی با وزن ملکولی کم و غیر‌هالوژن دار، آلدهیدها، کتون‌ها و الکل‌ها می‌باشند که این ترکیبات اغلب توسط میکرو ارگانیسم‌های موجود در آب قابل تجزیه بیولوژیکی می‌باشند و معمولاً برای مصرف کنندگان بی‌خطر هستند . پیش ازن زنی باعث تغییر شکل مواد آلی موجود در آب خام می‌گردد.
ازن (اوزون)، مواد آلی دارای زنجیره طولانی و با تعداد ملکول زیاد را به مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی و نیز برخی ترکیبات کوچکتر قابل تجزیه تبدیل می‌نماید. این امر بطور همزمان موجب افزایش اکسیژن محلول آب می‌گردد و شرایط برای رشد باکتری‌های هوازی مهیا می‌شود. در صورت استفاده از فیلترهای کربن فعال گرانولی (GAC ) در بخش فیلتر اسیون، مواد آلی بر روی منافذ و سطح کربن فعال گرانولی جذب می‌شوند و لذا فیلتر بعنوان منبع تغذیه و رشد باکتری‌ها ایفای نقش می‌نماید . در این صورت آبی که از چنین فیلتر‌هایی عبور می‌نماید مواد آلی را در سطح فیلتر باقی گذاشته و از رشد باکتری‌ها درآب پس از فیلتر جلوگیری بعمل می‌آورد.
ضد عفونی آب استخر با ازن (اوزون)
ضد عفونی اب استخر با ازون از ترکیبات ضدعفونی‌کننده موثری تشکیل شده است که برای حفظ بهداشت و تمیزی آب استخر بسیار مهم است. این محصولات معمولاً شامل ازن هستند که یک گاز ضدعفونی‌کننده قوی است. اوزون به عنوان یک اکسید کننده قوی عمل کرده و با باکتری‌ها، ویروسها، قارچ‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها در آب استخر برخورد می‌کند و آنها را از بین می‌برد. این عملکرد ضدعفونی‌کننده ازون باعث حفظ کیفیت آب استخر و جلوگیری از انتشار بیماری‌ها می‌شود. ضد عفونی اب استخر با ازون می‌تواند به عنوان یک روش ایمن و موثر برای حفظ بهداشت آب استخر استفاده شود و به کاربران اجازه می‌دهد از استخر با آب تمیز و سالم لذت ببرند.
خواص فیزیکی و شیمیائی ازن
ازن یکی از اشکال آلوتروپی اکسیژن بوده و گازی آبی رنگ با بوی تند وناپایدار می باشد . این ترکیب یک اکسید کننده قوی بوده و بسیار قوی‌تر از اسید هیپوکلرو (ماده موثر گند زدایی کلر در آب) می‌باشد. حلالیت ازن در آب ۱۲ مرتبه کمتر از حلالیت کلر بوده و محلول آبی آن نیز ناپایدار می‌باشد. با توجه به ناپایداری گاز ازن، باید در محل مصرف و نیز زمان مصرف تولید شود و نمی‌توان آن را مثل کلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی که در خصوص ترکیدن سیستم‌های ذخیره و نگهداری کلر بوقوع پیوسته است این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز ازن محسوب نمی‌شود.
خصوصیات بیوشیمیائی ازن
نقش ازن در تصفیه آب و پساب بعنوان یک عامل اکسید کننده و یک ترکیب میکروب کش حائز اهمیت بوده و در محیط آبی خصوصیات مشابهی با کلر دارد . از اینرو این دو ماده بعنوان رقیب یکدیگر و در مواردی مکمل یکدیگر مطرح می‌باشند. ازن دارای دو خاصیت بسیار مهم در ارتباط با محیط اطراف خود می‌باشد.
مزایای استفاده از پیش ازن زنی در مقایسه با کلر
- کاهش مقادیر رنگ، طعم و بو به میزان قابل توجه
- افزایش راندامان فیلتر اسیون (حدود ۵۰ در صد)
- افزایش راندمان گند زدائی
- کاهش زمان مورد نیاز برای تشکیل فلوک و لخته سازی
- کاهش مواد شیمیائی مورد نیاز برای فرایند انعقاد
- کاهش ترکیبات تری‌هالومتان به میزان قابل توجه ونیز دیگر ترکیبات آلی کلر دار
- کاهش لجن حاصل از بک واش فیلتر
