ازن و تصفیه فاضلاب

• ازن و تصفیه فاضلاب
Using Ozone In Waste Water Treatment
در15 تا 20 سال اخیر با توجه به افزایش جمعیت و تقاضای بیشتر برای منابع آب و همچنین نیاز به تصفیه و بازیابی آب های موجود ؛ مسئله پساب ها از اهمیت خاصی برخوردار شده است .
گندزدایی بعنوان مهمترین مرحله از مکانیسم غیر فعال سازی یا انهدام میکروب های بیماری زا ( پاتوژن ها ) محسوب می شود که به منظور جلوگیری از انتشار بیماری های ناشی از آلودگی آب ها در محیط زیست و ساکنین حریم رودخانه ها به کار می رود . نکته مهم این است که فاضلاب بایستی قبل از گندزدایی تصفیه شود تا اینکه عمل گندزدایی بطور مؤثر انجام پذیر باشد .
اگر چه هنوز ماده گندزدای کامل کشف نشده است ، اما برخی ویژگی ها به منظور شناسایی مناسب ترین گندزدا وجود دارد که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
o توانایی نفوذ و نابودسازی عوامل عفونی تحت شرایط نرمال .
o برای افراد و نیز محیط مضر نباشد .
o سالم و ایمن باشد و نیز جا به جا کردن، حمل و نقل و انبار کردن آن راحت باشد .
o ماده گندزدا بایستی پس از گند زدایی باقی مانده سمی - (مانند مواد سرطان زا ) - نداشته باشد.
o از لحاظ هزینه های عملی و نگهداری مقرون به صرفه باشد .

مکانیسم گندزدایی:
o اکسیداسیون یا انهدام مستقیم دیواره سلولی به طوری که اجزای سازنده سلول به بیرون تراوش کند .
o واکنش سلول با رادیکال های آزاد شده از تجزیه ازن .
o آسیب رساندن به هسته یا اسید نوکلئوتیک (RNA , DNA )
o شکستن پیوند های کربن – نیتروژن (انجام واکنش Depolymerization  )

قابل توجه است كه :
ـ ازن یك ماده ضد عفونی كننده مؤثر، جالب و به مراتب بهتر از كلر، دی اكسید كلر، كلروآمین ها و رادیكال های هیدروكسیل می ‌باشد.
ـ مقاومت نسبی میكروارگانیسم ها در مقابل ازن به طور تقریبی بدین ترتیب است : باكتری ها، ویروس ها، تخم ها و كیست های انگلی .
ـ تركیبات موجود در فاضلاب در اثر ازناسیون اكسید می شوند. اكسیداسیون یون ها و گونه های: 1  ,H2S/S2 , ClO2 , CN- , NO2 , Mn2+ , Fe2+ وAsIII ، سریع است. ولی سرعت اكسیداسیون Br-, NH4 + / NH3, HOCl/OCl- ، كلرو آمین ها، برموآمین ها، H2O2  كم تا متوسط است و سرعت اكسیداسیون یون  Cl- تقریباً صفر است. یعنی این یون تمایل چندانی به اكسیداسیون در اثر ازن ندارد.
ـ تمامی فاضلاب ها حاوی ذرات معلق و كیست های انگلی هستند كه سبب بیماری زایی می شوند. اندازه این ذرات معلق در حدود µm 12~ 3  است.
- مشاهده شده است كه بعد از ازناسیون، میزان مصرف منعقد كننده ها كاهش یافته و سرعت عمل فیلتراسیون بالا می رود.
ـ میكرو آلوده كننده‌های آلی در پساب در كنار مواد آلی طبیعی (NOM ) یافت می شوند، اما غلظت آنها خیلی كمتر (در حدود µg/L 0.1 تا µg/L 100 ) می باشد، كه توسط ازن و رادیكال های ْOH به طور نسبی از بین می روند.
ـ تقریباً انواع فاضلاب اعم از صنعتی و خانگی را می توان توسط ازناسیون تصفیه نمود. شرایط عملیاتی مورد استفاده در ازناسیون، به نوع صنعت و نوع فاضلاب بستگی دارد .
ـ براساس این جمع بندی، پیدا شدن انواع جدید میكروارگانیسم در پساب مانند تخم و كیست های انگلی، آشكار شدن انواع بیشتری از مواد آلوده كننده در آن را به دنبال دارد. همچنین افزایش سطح كیفی مورد نیاز برای فاضلاب و پساب، طراحان را بر آن داشته است تا فرآیند ازناسیون را مورد توجه قرار دهند.

نتیجه گیری :
موارد استفاده از ازن در زمینه تصفیه آب های آشامیدنی و فاضلاب های مختلف صنعتی و شهری  رو به گسترش است. ازناسیون توانسته است در موارد زیادی مانند ضدعفونی كردن و اكسیداسیون تركیبات آلی جایگزین فرآیندهای تصفیه متعارف شود. این فرآیند جدید در موارد مختلف دیگری همانند حذف ذرات معلق نیز كارایی روش های قدیمی تصفیه را افزایش داده است.
فرآیندهای صورت گرفته توسط بخش R&D بصورت متمرکز بر روی فاضلاب کارخانجات صنایع غذایی و پساب حاصل از شستشوی خطوط مربوطه بوده است که در این راستا نتایج حاکی از کاهش بارمیکروبی و زدایش بو از پساب حاصله به دست آمده است علاوه بر این این مجموعه اقدامات موثری در جهت جایگزین نمودن روش های قدیمی با این تکنولوژی نوین نموده است و به نتایج مطلوبی رسیده است.

برج خنک کننده و ازن
Using Ozone In Cooling Tower
آب برج های خنك كننده و چیلرها نیاز به تصفیه و درمان وسیعی دارد. در طی تصفیه این آب، بایستی سه فاكتور مهم به طور هم زمان كنترل گردد:
- خوردگی لوله ها و واحدهای تبادل گرمایی(heat exchanger ).
- رسوب های جدار داخلی لوله ها و ضریب تبادل حرارتی.
- رشد مواد میكروبیولوژیكی (باکتری، جلبك و خزه ها).
• pH پایین می تواند ضریب تبادل حرارتی را زیاد كند اما در pH های پایین میزان خوردگی مواد افزایش می یابد.
تكنیك های تصفیه مرسوم، استفاده از مواد شیمیایی مثل كلر و هیپوكلریت می باشد كه خوردگی بیولوژیكی را كاهش می دهد اما به علت داشتن پایداری و قدرت اكسندگی زیاد در آب باعث خوردگی شیمیایی می شوند.
صورت های اصلی رسوب در برج های خنك كننده، یون های كلسیم و منیزیم می باشند كه این رسوبات باعث ایجاد لایه ای ضخیم روی سطوح heat exchanger می شود.
كاهش انتقال حرارت باعث عمل تبخیر آب و افزایش غلظت نمك ها در آب برج های خنك كننده می شود؛ در این حالت به اشباع رسیدن نمك ها تسریع می شود و رسوب گذاری افزایش می یابد.
• در آب برج های خنك كننده از تجمع میكروارگانیسم ها، biofilm ایجاد می گردد. این biofilm از تشكیل كریستال اولیه یون ها و همچنین توانایی رسوب ها برای به هم پیوستن و سنگین شدن جلوگیری می كند؛ در نتیجه غلظت مواد آلی و معدنی در آب زیاد می شود و خوردگی را تسریع می كند.
ازن به عنوان یك ضد عفونی كننده باعث گسستن bio film می شود. این كار رسوب گذاری را افزایش می دهد و حتی آب با ظرفیت بالای مواد جامد محلول می تواند بارها و بارها سیركوله شود كه میزان تخلیه آب برج های خنك كننده را كاهش می دهد. زمانی سیستم با چنین خصوصیاتی كار می كند، كه ازن با غلظت كمی در آب برج خنك كننده وجود داشته باشد و از تشكیل مجدد میكروارگانیسم ها جلوگیری کند.

خوردگی:
میزان خوردگی با كنترل كیفیت آب كاهش می یابد. كنترل كیفیت با تنظیم حH و متناسب بودن غلظت جامدهای محلول فراهم می شود. آزمایشات متفاوت نشان می دهند درحضور غلظت كمی از ازن با از بین بردن میكروارگانیسم ها و تشكیل یك فیلم نازك محافظ بر روی سطح فلزات، خوردگی تا50% كاهش می یابد.
به صورت تجربی حدود gr/m3 1/0 ازن  برای سیركوله كردن آب در برج های خنك كننده مورد نیاز است.
مقدار ازن باقی مانده ای كه با مواد آلی واكنش نمی دهد به اكسیژن تجزیه می شود؛ بنابراین ازن هیچ پسمانده ای باقی نمی گذارد.
با استفاده از ازن، آب حدود 5 بار بیشتر می تواند مورد استفاده قرار گیرد یعنی برای هر 1000 لیتر آب، بیشتر از 200 لیتر فاضلاب نخواهیم داشت. با تكرار این كار آب می تواند 20 بار بیشتر مورد استفاده قرار گیرد یعنی برای هر 1000 لیتر آب، بیشتر از 50 لیتر فاضلاب نخواهیم داشت؛ فقط تبخیر و جریان های نشتی می تواند نیاز به آب تازه را ایجاب كند.
تصفیه شیمیایی آب برج های خنك كننده با استفاده از ازن دارای مزایای بسیاری می باشد كه از جمله می توان به موارد زیر اشاره كرد:
- كاهش میكروب ها و باكتری ها در زیر سطح cfu/ml 1000.
- حذف كامل باكتری ها در هوای مجاور برج های خنك كننده (هوای ناشی از Drift Air ).
- حذف كامل باكتری رسوب های مربوط به ذرات معلق در لوله Condenser .
- افزایش تعداد سیركولاسیون.
- حذف كامل مواد شیمیایی مصرفی.
- افزایش ضریب انتقال حرارت در لوله های كاندنسر در نتیجه كاهش تشكیل رسوب.
- كاهش مصرف انرژی توسط كمپرسورها بین 5 تا 18درصد.
- كاهش فوق العاده میزان زیر آب (Blow Down ).


برچسپ: