ازن چیست و ارتباط آن با دستگاه تصفیه آب

ازن چیست و ارتباط آن با دستگاه تصفیه آب | ازن (O3) یک مولکول با وزن مولکولی کم است که از سه اتم اکسیژن به صورت مثلثی تشکیل شده است. واکنش پذیری شیمیایی بالای آن ناشی از پیکربندی الکترون ناپایدار آن است که الکترون را از سایر مولکول ها جستجو می کند.

در طی واکنش با سایر مولکول ها ، ازن از بین می رود و مواد آلی اکسید می شوند.  در مقایسه با سایر مواد ضد عفونی کننده ، محصولات جانبی واکنش های ازن از نظر زیست محیطی خوش خیم هستند.

از آنجا که ازن به سرعت به اکسیژن مولکولی تبدیل می شود – با نیمه عمر حدود ۲۰ دقیقه – دیگر نیازی به نگرانی در مورد باقیمانده ضد عفونی کننده در محصول نهایی نیست.

کاربرد ازن

اگرچه ازن در اواسط قرن نوزدهم “کشف” شد ، اما تنها در چند دهه گذشته است که کاربردها و مزایای بیشمار آن مشهود است.

ازن به دلیل کیفیت اکسیداسیون در تصفیه آب استفاده می شود. ازن با ۵۲ درصد قدرت اکسیداسیون بیشتر از کلر ، مواد آلی و معدنی را اکسید می کند.

طعم ، بو و رنگ ناخواسته را از بین ببرید. و ضد عفونی موثر ارائه دهد.

ازن به عنوان یک باکتری کش ، قارچ کش و ویروسید بسیار کارآمد است و حتی کریپتوسپوریدیوم مقاوم در برابر کلر را نیز از بین می برد.

همچنین می تواند برای اکسیداسیون و حذف آهن و منگنز استفاده شود.

ازن برای آب بطری

شرکتهای آب شهری از سالها قبل به دلیل اثربخشی در تصفیه و تهویه آب ، از فناوری ازن برای تصفیه مقادیر زیادی آب استفاده کرده اند.

از آنجا که ازن می تواند در محل تصفیه آب اضافه شود و به طور طبیعی دوباره به اکسیژن بازگردد ، می تواند آب را در سراسر تأسیسات حفظ کند.

در بازار آب بطری ، حفظ سطح مطلوب ازن در ماده پر کننده بسیار مهم است.

اگر سطح ازن خیلی زیاد باشد ، ممکن است بطری های پلاستیکی طعم و مزه ایجاد کنند.

اگر سطح آن خیلی کم باشد ، اسپورهای باکتری پنهان شده در آب ، درون دیواره های پلاستیکی یا دستگاه بسته می توانند بازیابی شوند و به راحتی کل محصول را آلوده کنند.

انجمن بین المللی آب بطری (IBWA) توصیه می کند که ازن در محدوده ۱٫۰ تا ۲٫۰ میلی گرم در لیتر (میلی گرم در لیتر) برای مدت زمان چهار تا ۱۰ دقیقه زمان تماس استفاده شود تا اطمینان از ضد عفونی حاصل شود.

کاربرد در این سطح باعث می شود که ازن باقیمانده ۰٫۱ تا ۰٫۴ ppm در زمان بطری سازی حفظ شود.

این یک عامل ایمنی اضافی را فراهم می کند زیرا می توان بطری ها را هنگام پر کردن با محصول ضد عفونی کرد.

آب شارژ شده با ازن همچنین برای شستشو و تمیز کردن بطری ها و ضد عفونی تجهیزات تولید مناسب است.

این امر باعث کاهش پتانسیل رشد باکتریها در آب غیرکلره شده موجود در سیستم توزیع می شود.

همچنین میزان تمیز شدن در محل (CIP) لازم برای ضد عفونی شدن عمل را کاهش می دهد.

ازن به ویژه هنگامی که همراه با سایر فرایندهای تصفیه آب استفاده شود ، بسیار موثر است.

با استفاده از اسمز معکوس و نانو فیلتراسیون یا اولترافیلتراسیون ، می توان پیش سازهای آلی و مواد معدنی مانند برومید را قبل از استفاده از ازن از آب خارج کرد.

با استفاده از این پیکربندی ، ۹۹ درصد از مواد آلی طبیعی مانند لیگنین ، اسیدهای هیومیک و فولویک را می توان از بین برد و باعث کاهش مقدار ازن مورد نیاز برای گندزدایی آب شد. یکی دیگر از مزایای آن این است که ازن منجر به تشکیل تری هالومتان های مضر (THM) نمی شود که با افزودن کلر به آب خام حاوی مواد هیومیک ، تشکیل می شوند.

تولید ازن تجاری

برخلاف سایر مواد شیمیایی ، هیچ منبع طبیعی برای استفاده ازن وجود ندارد.

با استفاده از یک ژنراتور ازن ایجاد می شود. ازن در فرآیند موسوم به “تخلیه تاج” توسط الکترونهای شتاب دهنده بین دو صفحه دارای بار الکتریکی تولید می شود.

این فرآیند زمانی اتفاق می افتد که الکترون ها از طریق گازی مانند هوای غنی شده با اکسیژن با پتانسیل الکتریکی کافی بالا جریان می یابند.

دو الکترود با شکاف هوا از هم جدا می شوند.

یک ماده دی الکتریک با پتانسیل ولتاژ کافی موجود بین دو الکترود در شکاف وارد می شود تا جریان را از طریق مواد دی الکتریک و گاز جریان دهد.

ازن چون یک گاز است ، لازم است در آب حل شود. برای تبدیل آن از یک فاز گاز به یک فاز مایع ، به مخلوط مناسب درون سیستم نیاز دارد.

هدف بدست آوردن هر چه بیشتر گاز ازن در آب محلول است. بنابراین ، تماس با ازن یکی از مهمترین عناصر در طراحی یک سیستم ازن سازی کارآمد است.

اندازه گیری ازن محلول در آب دارویی

ازن (O3) نوعی اکسیژن ناپایدار سه اتمی است. این یک گاز اکسید کننده بسیار شدید است که به آب تزریق می شود تا مواد آلی را که ممکن است در ایجاد رنگ ، بو یا طعم مثر باشند ، از بین ببرد.

از همه مهمتر ، ازن باعث تصفیه آب می شود و به سرعت هرگونه آلودگی میکروبی را از بین می برد.

ازن محلول بسته به دما و pH آب در عرض چند دقیقه دوباره به اکسیژن بی ضرر برمی گردد ، بنابراین باید درست در کنار فرآیند تولید و اندازه گیری شود.

ازن در واقع هیچ محصول مضر تجزیه ای باقی نمی گذارد.

ژنراتورهای ازن با عبور هوای خشک یا اکسیژن در کنار الکترودهای فشار قوی که در آن تخلیه تاج مقداری اکسیژن را به ازن تبدیل می کند ،مشابه واکنش ناشی از طوفان برق کار می کنند.

سپس مخلوط گاز یا در سیستم پخش مخزن یا در لوله ای با انژکتور ونتوری با آب تماس می گیرد.

تماس صمیمی برای به حداکثر رساندن انحلال ایجاد می شود.

تکنیک های نسل جدیدتری وجود دارد که می توانند ازن را مستقیماً در آب تولید کرده و احتمال تلفات جوی را کاهش دهند.

ازن سازی در تولید آب دارویی

• ضد عفونی

ازن ماده ای عالی برای ضدعفونی سیستم های آب دارویی است.
با این حال ، این یک ماده افزودنی نامطلوب به محل استفاده از آب دارویی است.
به منظور از بین بردن ازن ، از منبع نور ماورا بنفش استفاده می شود تا پس از اتمام مراحل ضد عفونی ، به طور موثر آن را از بین ببرد.
نور ماورا UV بنفش همچنین مزیت اضافه شده ای در زمینه ضدعفونی بیشتر دارد.

• محل تمیز (CIP)

به طور فزاینده ای ، ازن در فرآیند های دارویی برای ضدعفونی کردن لوله ها و کاهش بیوفیلم سریعتر و با هزینه کمتر نسبت به گرما یا مواد شیمیایی استفاده می شود.
همچنین ، ازن به اکسیژن بی ضرر تجزیه می شود.

سطح ازن محلول در آب دریا را می توان با استفاده از روشهای مختلف یدومتریک ،روش رنگ آمیزی N ، N-دی اتیل-ف-فنیلن دی آمین (DPD) یا با اندازه گیری پتانسیل اکسیداسیون / کاهش (ORP) کمی کرد.

غلظت ازن محلول در آب دریا را می توان در میلی گرم در لیتر از کل اکسیدانهای باقیمانده (TRO) ، اکسیدانهای تولید شده ازن (OPO) ، غلظت باقیمانده ازن (ROC) و ازن بیان کرد. این مطالعه مقایسه روشهای معمول اندازه گیری ازن برای توانایی آنها در اندازه گیری ازن محلول و سهولت استفاده از آنها در محل در تأسیسات پرورش آبزیان است.

واحدهای مختلف برای بیان غلظت ازن محلول نیز مورد بررسی قرار گرفت.توصیه می شود که در شرایط غیر آزمایشگاهی (به عنوان مثال جوجه کشی) ، از یک آزمایش کل کلر DPD برای اندازه گیری سطح ازن محلول استفاده شود و نتایج از نظر TRO گزارش شود.

ازن در مقایسه با کلرزنی اثر ضدعفونی بیشتری در برابر باکتری ها و ویروس ها دارد.

ازن چیست و ارتباط آن با دستگاه تصفیه آب

علاوه بر این ، خواص اکسید کننده همچنین می تواند غلظت آهن ، منگنز ، گوگرد را کاهش داده و مشکلات طعم و بو را کاهش یا از بین ببرد.

ازن ، آهن ، منگنز و گوگرد را در آب اکسید کرده و اکسیدهای فلز نامحلول یا گوگرد اصلی را تشکیل می دهد.

سپس این ذرات نامحلول پس از فیلتراسیون از بین می روند.

ذرات و مواد شیمیایی آلی از طریق انعقاد یا اکسیداسیون شیمیایی از بین می روند. ازن ناپایدار است و طی یک بازه زمانی از چند ثانیه تا ۳۰ دقیقه کاهش می یابد.

میزان تخریب تابعی از شیمی آب ، pH و دمای آب است.

فرآیند ازن سازی

تشکیل اکسیژن به ازن با استفاده از انرژی اتفاق می افتد. این فرایند توسط یک میدان تخلیه الکتریکی همانند مولد های ازن از نوع CD (شبیه سازی تخلیه تاج از صاعقه) ،یا توسط اشعه ماورا بنفش مانند مولد های ازن نوع UV (شبیه سازی اشعه ماوراio بنفش از خورشید) انجام می شود.

علاوه بر این روشهای تجاری ، ازن نیز ممکن است از طریق واکنشهای الکترولیتی و شیمیایی ساخته شود.

به طور کلی ، یک سیستم ازن سازی شامل عبور هوای خشک و تمیز از یک تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا ، به عنوان مثال ،تخلیه تاج ، که باعث ایجاد و غلظت ازن تقریباً ۱  یا ۱۰۰۰۰ میلی گرم در لیتر می شود.

در تصفیه مقادیر کم زباله ، ازن زدایی اشعه ماورا بنفش متداول ترین در حالی است که سیستم های مقیاس بزرگ از تخلیه تاج یا سایر روش های تولید ازن فله استفاده می کنند. نوارهای آزمایش ازن باید باشد.

سپس آب خام از گلو ونتوری عبور می کند که خلا ایجاد می کند و گاز ازن را به داخل آب می کشد یا هوا از طریق آب تصفیه شده به صورت حباب در می آید.

از آنجا که ازن با فلزات واکنش ایجاد می کند و اکسیدهای فلز نامحلول ایجاد می کند ، پس از فیلتراسیون لازم است.