نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب

از آن جایی که آشنایی با نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب دیدگاهی وسیع تری را به همه افراد جامعه در رابطه با فرایند تصفیه آب و فاضلاب می دهد، در این فرصت می خواهیم این مکانیسم عمل را بیشتر توضیح دهیم. در ابتدا باید بدانید که ازن یک گاز اکسید کننده قوی است که می تواند ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها را از بین ببرد. به همین علت در صنعت تصفیه آب و فاضلاب و تصفیه هوا از ازن به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود.

ازن را به منظور ضدعفونی کردن به صورت مستقیم به آب یا هوا وارد می کنند. ازن با فرمول شیمیایی O3 یک اکسید کننده با قدرت ضد عفونی کنندگی بالاتر از کلر برای گندزدایی، حذف رنگ، تجزیه مواد آلی و ضدعفونی کردن آب و فاضلاب استفاده می شود. از مزیت های دیگر استفاده از ازن می توان عدم نیاز به مواد شیمیایی در تصفیه را نام برد. به همین خاطر گاز ازن به دلیل عدم تولید پسماند شیمیایی، جزء مواد سازگار با محیط زیست است.

دستگاه ژنراتور ازن که ازن را تولید می کنند. زمانی که ولتاژ متناوب زیادی بین دو الکترود و به موازات یکدیگر از طریق مواد دی الکتریک اعمال می شود، تخلیه بی صدای ازن به صورت دائم صورت می گیرد. وقتی هوای خشک یا اکسیژن بین الکترود ها جریان دارد، اتم های اکسیژن یونیزه می شوند و ازن در ترکیب مجدد اتم های اکسیژن یونیزه و مولکول های اکسیژن یا O2 تولید می شود. به غیر از نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب، ازن در برج های خنک کننده، صنایع کاغذ سازی و چرم سازی، صنایع غذایی و صنایع کشاورزی، شیلات و تولید آبزیان، فولاد سازی و آبکاری فلزات، پالایشگاه های نفت و گاز و تصفیه فاضلاب و زباله کاربرد دارد.

نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب و اجزای آن

یکی از کاربرد های اصلی ازن در تصفیه و ضد عفونی کردن فاضلاب، حذف میکرو ارگانیسم های بیماری زا، مواد آلی و رنگ و بو فاضلاب است. کاربرد کلر به دلیل تولید مواد مضر و سرطان زا مانند تری هالومتان ها و ترکیبات آلی کلرینه در حال کاهش است.

از ازن ژنراتور ها جهت کاهش میزان ذرات جامد محلول در فاضلاب و تجزیه مواد آلی مقاوم به تجزیه بیولوژیکی در مخازن هوادهی فاضلاب استفاده می شود. استفاده از ازن در فیلتر تصفیه فاضلاب، عملیات ته نشینی فاضلاب را هم میسر می کند و مشکلات مربوط به بالکینگ لجن را رفع می سازد. به علاوه ازن در فاضلاب های صنعتی دارای رنگ بالا موجب حذف رنگ آن می گردد. برای آشنایی با نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب بهتر است ابتدا با قسمت های مختلف این دستگاه آشنا شویم. هر دستگاه ازن ژنراتور از سه جزء زیر ساخته شده است:

سیستم اکسیژن ساز

در دستگاه های ازن ژنراتور برای مصارف تصفیه آب، تصفیه فاضلاب و مصارف صنعتی به اکسیژن با درجه خلوص بالا نیاز است. اکسیژن مورد نیاز را به شکل اکسیژن مایع و یا به روش تغلیظ اکسیژن هوا در محل مصرف، تامین می کنند.

اکسیژن مایع در مخازن یکپارچه ذخیره و به محل مصرف منتقل می شود. هنگام مصرف با استفاده از تبخیر کننده ها اکسیژن مایع به اکسیژن گازی تبدیل شده و در دستگاه ازن ژنراتور استفاده می شود.

ژنراتور ازن

 به دلیل ناپایداری گاز ازن، این ماده پس از تولید سریع به اکسیژن مولکولی تبدیل می شود. به همین خاطر ازن باید در محل مصرف، با استفاده از ازن ژنراتور تولید گردد. ازن ژنراتور ها بر اساس روش و مکانیسم تولید انواع گوناگونی دارند.

مخزن تماس با ازن

مخزن تماس ازن مخزنی است جهت انتقال ازن که با جریان های رو به بالا و رو به پایین سبب انتقال و اختلاط ازن با آب یا فاضلاب می شود. در اثر تماس ازن با آب و فاضلاب عمل ضد عفونی کردن انجام می شود.

نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب

تولید ازن در ازن ژنراتور در تصفیه آب و انواع آن

نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب بسته به نوع آن به سه دسته زیر تقسیم بندی می شود:

تولید ازن با تکنولوژی پلاسمای سرد

در روش پلاسمای سرد یونیزاسیون بین دو الکترود در دمای اتاق انجام می پذیرد و الکترود ها توسط یک عایق از یکدیگر جدا می شوند. به این صورت گاز ازن تولید می شود.

تولید ازن با استفاده از روش تخلیه الکتریکی یا روش کرونا

در روش تخلیه الکتریکی یا کرونا ازن توسط یونیزه کردن هوای اطراف یک هادی دارای شارژ الکتریکی، تولید می شود. به صورت طبیعی تخلیه خود به خودی تاج در سیستم های دارای ولتاژ بالا رخ می دهد. مگر آن که برای محدود کردن قدرت میدان الکتریکی تلاش شود.

تاج زمانی رخ می دهد که قدرت میدان الکتریکی در اطراف یک هادی به اندازه کافی زیاد باشد تا یک منطقه رسانا ایجاد کند. ولی این قدرت میدان الکتریکی نباید به اندازه ای زیاد باشد که باعث شکست یا قوس الکتریکی در اشیاء مجاور شود. تخلیه کرونا اغلب به عنوان درخشش مایل به آبی در هوای مجاور رسانا های فلزی دیده می شود که در معرض تخلیه قرار دارند.

تخلیه Corona با ایجاد یک تخلیه الکتریکی با ولتاژ بالا و فرکانس بالا در یک شکاف هوای محدود 1 یا 2 میلی متری، به شکل خطی و یکنواخت، بین الکترود ایجاد می شود. این الکترود ها به ولتاژ بالا شارژ شده و الکترود مخالف پوشیده با مواد عایق که معمولاً یک غلتک است که به زمین وصل شده است.

ازن ژنراتور ها بر اساس روش تخلیه الکتریکی کرونا، ازن را تولید می کنند. در این روش ازن با ایجاد یک میدان الکتریکی قوی و با هدایت هوا به داخل لوله تخلیه کرونا تولید می شود. از روش تخلیه الکتریکی جهت تولید ازن در مصارف صنعتی بهره برده می شود.

تولید ازن با استفاده از اشعه UV یا روش ماورای بنفش

در این روش با تاباندن اشعه ماورای بنفش یا همان اشعه UV به اکسیژن داخل راکتور، ازن تولید می شود. ازن ژنراتور های با اشعه UV از ساده ترین دستگاه های تولید ازن هستند.

با این تعاریف نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب به این صورت است که تزریق ازن در آب حاوی آهن، منگنز و سولفید هیدروژن، باعث اکسید شدن و تبدیل این عناصر به ذرات قابل جداسازی با فیلتراسیون های فیزیکی مانند فیلترهای شنی و کربنی می گردد.

نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب

کاربرد ازن ژنراتور در تصفیه آب

در رابطه با نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب خوب است بدانید که ازن گاز بسیار ناپایداری است و پس از گذشت چند دقیقه یعنی ماکزیمم30 دقیقه تجزیه شده و از بین می رود. هر چند سرعت تجزیه ازن نیز به مواردی مانند دما، pH آب و شیمی آن بستگی دارد.

مدت زمان لازم برای ضدعفونی کردن آب با کمک ازن، حدود یک ششم نسبت به کلر با همان غلظت است. این سرعت بالا، خود یک ویژگی مهم برای نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب به شمار می آید. ضمن آن که سرعت اکسیداسیون به دما و pH آب نیز وابسته است.

با مقایسه دو روش تولید ازن از راه تخلیه الکتریکی و روش اشعه ماوراء بنفش بهتر می توان به نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب پی برد. به صورت کلی باید بدانید که تولید ازن با روش تخلیه الکتریکی به دلایل زیر بهتر از روش اشعه ماوراء بنفش است:

• بیشترین نرخ ازن تولید شده توسط ژنراتور های اشعه ماوراء بنفش، به ازای هر لامپ UV حدود 2 گرم بر ساعت است. در حالی که معمولاً برای تصفیه آب های صنعتی به حجم بالاتری از ازن نیاز داریم.
• حداکثر غلظت ازن تولیدی با نور ماوراء بنفش، حدود 0.2 درصد وزنی است. در حالی که از روش تخلیه الکتریکی، ازن با غلظت 2 درصد یعنی حدود 10 برابر تولید می شود.
• در ژنراتور های ماوراء بنفش، مصرف برق بیشتر از روش تخلیه الکتریکی است.
• در روش اشعه ماوراء بنفش، برای حذف بو و آهن در آب حجم بیشتری هوا نیاز است و بحث هوازدایی آب در این روش، سختی هایی را ایجاد می کند.
• شیشه کوارتز لامپ UV پس از گذشت یک سال، کدر شده و برای ادامه باید تعویض شود.

جمع بندی

ازن یک گاز اکسید کننده قوی است که می تواند ویروس ها، باکتری ها و قارچ ها را از بین ببرد. به همین علت در صنعت تصفیه آب و فاضلاب و تصفیه هوا از ازن به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده استفاده می شود.

از مزیت های دیگر استفاده از ازن می توان عدم نیاز به مواد شیمیایی در تصفیه را نام برد. به همین خاطر گاز ازن به دلیل عدم تولید پسماند شیمیایی، جزء مواد سازگار با محیط زیست است.

ژنراتور ازن دستگاه است که ازن را تولید می کنند. زمانی که ولتاژ متناوب زیادی بین دو الکترود و به موازات یکدیگر از طریق مواد دی الکتریک اعمال می شود، تخلیه بی صدای ازن به صورت دائم صورت می گیرد.

وقتی هوای خشک یا اکسیژن بین الکترود ها جریان دارد، اتم های اکسیژن یونیزه می شوند و ازن در ترکیب مجدد اتم های اکسیژن یونیزه و مولکول های اکسیژن یا O2 تولید می شود.

نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب بسته به نوع آن به سه دسته زیر تقسیم بندی می شود:

1. تولید ازن با تکنولوژی پلاسمای سرد
2. تولید ازن با استفاده از روش تخلیه الکتریکی یا روش کرونا
3. تولید ازن با استفاده از اشعهUV یا روش ماورای بنفش

با مقایسه دو روش تولید ازن از راه تخلیه الکتریکی و روش اشعه ماوراء بنفش بهتر می توان به نحوه عملکرد ازن ژنراتور در تصفیه آب پی برد. به صورت کلی باید بدانید که تولید ازن با روش تخلیه الکتریکی بهتر از روش اشعه ماوراء بنفش می باشد.