تصفیه آب

کاربرد ازن در تصفیه و ضدعفونی فاضلاب :

امروزه استفاده از ازن در زمینه تصفیه فاضلاب های مختلف صنعتی و شهری و بهداشتی جایگزین روش های قدیمی تصفیه فاضلاب شده است. كاهش هزینه های تولید ازن و قابلیت تصفیه انواع فاضلاب ها بوسیله فرآیند ازناسیون سبب گسترش روزافزون كاربرد این اكسید كننده قوی در فرآیندهای تصفیه و ضدعفونی پساب های مختلف شده است. ازناسیون توانسته است در موارد زیادی مانند ضدعفونی كردن و اكسیداسیون تركیبات آلی جایگزین فرآیندهای تصفیه متعارف شود. این فرآیند در موارد مختلف دیگری همانند حذف ذرات معلق نیز كارایی روشهای قدیمی تصفیه را افزایش داده است.

یکی از مهمترین مراحل درعملیات تصفیه فاضلاب فرآیندهای اکسیداسیون (شیمیایی، بیولوژیکی، فیزیکی) می باشد. اگرچه اکسیداسیون بیولوژیکی به نظر اقتصادی می رسد، اما هنگامی كه پساب شیمیایی تولیدی كه در زمان های مختلف وارد تصفیه خانه متنوع باشد امكان تصفیه فقط از طریق فرآیند بیولوژیكی غیر ممكن است. همچنین سیستمهای بیولوژیكی امكان كاهش COD بالا را ندارند و معمولاً برای كاهش COD بالا از سیستم های دیگری استفاده می شود كه راندمان مطلوب در كاهش COD را داشته باشند. زیرا راندمان مطلوب سیستمهای بیولوژیكی در كاهش BOD است.

همچنین مشكلات بعدی استفاده از لجن فعال(ازجمله وجود بوهای نامطبوع و حشرات, موش و...) و ضرورت توجه بیشتر به حفظ محیط زیست و سلامتی بشر از سوی دیگر سبب توجه بیشتر به فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی گردید.

از این میان ازن بدلیل قدرت اکسید کنندگی بالا و پیشرفتهای اخیر در تولید ازن، که استفاده از آنرا در تصفیه و ضد عفونی فاضلاب از لحاظ اقتصادی بسیارقابل رقابت با سایرمواد کرده است، توجه بسیار زیادی را درعملیات تصفیه فاضلاب به خود اختصاص داده است و بیشترین راندمان را در حذف مواد شیمیایی موجود نسبت به سایر مواد اكسید كننده متداول دارد.

ازن ترکیبات شیمیایی پایدار را اكسید كرده و از محیط حذف می نماید. علاوه بر آن چون ازن به سرعت تجزیه می شود و برخلاف كلر، در پساب تصفیه شده هیچ باقیمانده شیمیایی كه نیاز به جداسازی داشته باشد از خود بجا نمی گذارد، در نتیجه آثار نامطلوب بر روی محیط زیست ندارد .

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 باشد با ازن زنی اولیه بوجود نیامده وصرفاً جهت اکسیداسیون یک سری ترکیبات آلی و معدنی می باشد تا از تشکیل تری هالومتان ها و پیش سازهای آنها جلوگیری شود.

اكسیداسیون تركیبات آلی و معدنی در طول ازناسیون می تواند بوسیله ازن یا OH رادیكال یا تركیبی از آن دو انجام شود. ازن عملکرد بسیار خوبی در کاهش COD (مقدار معادل اکسیژن مورد نیاز برای اکسایش مواد آلی موجود ) دارد. در شروع عملکرد کاهش COD بوسیله ازن بسیار خوب و سریع می باشد. واكنش ازن با تركیبات آلی به طور نمونه سریع است و بوسیله انتقال اتم اكسیژن رخ می دهد، میكروآلاینده های آلی با ازن به صورت گزینشی اكسید می شوند. ازن به طور عمده(اساساَ) با پیوند های دوگانه، سیستمهای آروماتیكی فعال و آمینهای پروتوندار نشده واكنش می كند و سبب اکسیداسیون بسیاری از ترکیبات شیمیایی و ازونولیز می گردد.

دلایل استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب

به طور کلی دلایل استفاده از سیستم ازن به شرح زیر است:

1- ضد عفونی و از بین بردن ویروسها, باکتریها، انگلها، قارچها و ...

ازن به نحو مطلوب و بسیارموثری انواع آلودگی های میکربی را کاهش می دهد ومیکروارگانیسهای مختلف نظیرانواع باکتریها، ویروسها، قارچها، مخمرها، اسپورها و هاگها را ازبین می برد همچنین قدرت زیادی در گندزدایی انواع انگل ها از جمله كیست های کریپتوسپوریدیم و انواع آمیب را دارا می باشد. اثر ازن روی میکروارگانیسمها بسیار موثرتر از کلر می باشد.

ازن بسیار سریعتر از کلر عمل می کند (گاه تا هزاران برابر) و اصولاً در مقایسه با سایر مواد گند زدا در کمترین دوز سبب نابودی پاتوژن ها می شود. فاکتورCxT ، حداقل غلظت مورد نیاز در مدت زمان تماس برای کاهش جمعیت میکروارگانیسمها را نشان می دهد

2- اكسیداسیون تركیبات معدنی

یکی از مشکلات موجود در تصفیه، وجود یونهای آهن و منگنز و همچنین دیگر فلزات سنگین می باشد که بیشتر از طریق پسابهای صنعتی به محیط تخلیه می شوند. ازن، آهن و منگنز را اکسید کرده و از آب خارج می کند. ازناسیون تركیبات معدنی در فاضلاب ها به منظور نابود كردن مواد سمی مانند حذف سیانید ها كه به وفور در فرآیند های الكتروشیمیایی از قبیل آبكاری فلزات و صنایع الكترونیك استفاده می شود، همچنین حذف نیتریت (NO2- ) و همچنین سولفید(H2S\S2- ) از فاضلاب ها بوسیله ازناسیون به سرعت انجام می شود. یون عناصر دیگر مانند کادمیم، کبالت، کروم چهار ظرفیتی، مس، جیوه، نیکل و سرب با تصفیه اضافی شامل پالایش با ترکیبی از ازن و کربن فعال گرانولی (Granular Activated Carbon (GAC به نحو موثری زدوده می شوند. در برخی موارد جداسازی موثر نیکل، سرب و روی به دو مرحله زلال سازی پی در پی در قدرتهای اسیدی PH) ) متفاوت نیاز دارند. به طور کلی ازن اکسیداسیون عناصر معدنی را تا درجات بالای اکسیداسیون پیش برده و آنها را به حالت پایدار تثبیت می کند.

3- اكسیداسیون تركیبات آلی

بخش عمده تركیبات مشكل آفرین در فاضلاب های صنعتی، تركیبات آلی هستند كه مخلوط پیچیده ای از انواع بسیار متعددی از مواد آلی با غلظت های مختلف از حدود میلی گرم تا گرم در لیتر را در فاضلاب بوجود می آورند. اهداف

اصلی در ازناسیون اینگونه فاضلاب ها عبارتند از:

حذف تركیبات سمی ( كه غالباً در غلظت های پایین در میان مخلوطی از مواد مختلف وجود دارند.)
اكسیداسیون نسبی بخش مقاوم بیولوژیكی كربن آلی محلول به منظور بهبود فرآیند تخریب بیولوژیكی بعدی
حذف رنگ
حذف (تخریب )ترکیبات شیمیایی پایدار با استفاده از ازن که با فیلتراسیون روی GAC زدوده می شوند.
مواد آلی طبیعی در اكثر فاضلابها یافت می شوند و غلظت آنها كه بعنوان كربن آلی محلول (DOC ) اندازه گیری می شود، از mg/L 2/0 تاmg/L 10 متغیر است. وجود این مواد مشكلات و مسائل مربوط به رنگ و بو را سبب می شوند. ولی به طور غیر مستقیم سبب ایجاد مشكلات و مسائل مهمتری كه می توان به تشكیل محصولات جانبی آلی در حین فرایند تصفیه گردد به عنوان نمونه متابولیت تعدادی از جلبکهای سبز – آبی که سمی نیز می باشد ممکن است تا مراحل آخر تصفیه در پساب باقی مانده باشند. بنابراین باید به طریق موثری زدوده شوند. زدودن کامل این مواد به روش معمولی نیاز به مراحل متعددی داشته و درهر مرحله تنها در صدی از آن زدوده می شود. این سموم از سیستمهای رایج زلال سازی عبور می کنند اما با استفاده از ازن، تخریب شده و با فیلتراسیون روی GAC زدوده می شوند.

 -  کلمات کلیدی : ازن - ازن ژنراتو