يكي از اساسي ترين اهداف تصفيه آب گندزدائي يا ضدعفوني نمودن آب جهت مناسب نمودن براي شرب مي باشد. تاكنون براي گندزدائي آب روشهاي مختلفي ارائه گرديده است كه مهمترين آنها كلرزني، ازن زني و استفاده از دي اكسيد كلر، برم ، يد و نيز اشعه UV مي باشد.عمومي ترين روش گندزدائي در جهان كلر زني مي باشد كه از دلايل عمده استفاده از آن مي توان موثر بودن در غلظت پائين ، ارزان و در دسترس بودن ونيز داشتن باقيمانده در آب پس از عمل گند زدائي را نام برد. با توجه به تشكيل تركيبات آلي كلرينه و ساير تركيبات تري هالومتان در اثر گند زدايي با كلر كه عوارض نامطلوبي را براي مصرف كنندگان به همراه دارد استفاده از گند زداهاي جديد روز به روز ابعاد وسيع تري مي يابد. ازن از جمله تركيباتي است كه با توجه به خواص ويژه خود، نزديك به يك قرن است كه بعنوان گند زدا در آب آشاميدني توسط كشورهاي اروپايي مورد استفاده قرار گرفته است.اولين كار برد ازن در سال ۱۸۹۳ در كشور هلند و براي تصفيه خانه اي كه از آب رودخانه راين تغذيه مي نمود صورت پذيرفت.امروزه بيش از يك هزار تصفيه خانه آب از ازن بعنوان بخشي از تصفيه شيميائي استفاده مي كنند كه اغلب آنها در كشورهاي غربي بويژه فرانسه، سوئيس و كانادا قرا دارند بزرگترين تاسيسات گند زدائي با ازن در مناطق پاريس و مونترال بكار گرفته شده است.

 

خواص فيزيكي وشيميائي ازن:

ازن يكي از اشكال آلوتروپي اكسيژن بوده و گازي آبي رنگ با بوي تند و ناپايدار مي باشد. اين تركيب يك اكسيد كننده قوي بوده و بسيار قوي تر از اسيد هيپوكلرو ( ماده موثر گند زدايي كلر در آب )  مي باشد. حلاليت ازن در آب ۱۲ مرتبه كمتر از حلاليت كلر بوده و محلول آبي آن نيز ناپايدار مي باشد.با توجه به ناپايداري گاز ازن ، بايد در محل مصرف و نيز زمان مصرف توليد شود و نمي توان آنرا مثل كلر ذخيره نمود.با توجه به حوادث زيادي كه در خصوص تركيدن سيستم هاي ذخيره و نگهداري كلر بوقوع پيوسته است اين محدوديت لزوماً جزء معايب استفاده از گاز ازن محسوب نمي شود.

 

خصوصيات بيوشيميائي ازن:

نقش ازن در تصفيه آب و پساب بعنوان يك عامل اكسيد كننده و يك تركيب ميكروب كش حائز اهميت بوده و در محيط آبي خصوصيات مشابهي با كلر دارد . از اينرو اين دو ماده بعنوان رقيب يكديگر و در مواردي مكمل يكديگر مطرح مي باشند. ازن داراي دو خاصيت بسيار مهم در ارتباط با محيط اطراف خود مي باشد.

 

 

۱- قدرت گند زدائي بالا

خصوصيات ميكروب كشي ازن بيانگر پتانسيل بالاي اكسيد اسيون آن مي باشد. تحقيقات نشان مي دهد كه گند زدائي توسط ازن حاصل اثر مستقيم آن بر باكتريها و تجزيه ديواره سلولي باكتريها مي باشد . كه از اين نظر با مكانيسم عمل كلر در فرايند گند زدائي متفاوت است. با توجه به قدرت بالاي گند زدائي ازن در مقايسه با كلر (۲۵ برابر ) و ساير گندزداها ، زمان كمتري جهت تكميل فرايند گند زدائي نياز مي باشد. بررسي ها همچنين بيانگر توانائي بيشتر ازن در از بين بردن ويروسها در مقايسه با كلر مي باشد.

 

۲-  ازن به عنوان يك اكسيد كننده قوي

ازن مصارف زيادي در تصفيه آب آشاميدني از قبيل كنترل طعم و بو كنترل رنگ و حذف آهن و منگنز علاوه بر گند زدائي دارد . قدرت اين اكسيد كننده در شفاف سازي منابع آب با كيفيت پائين مانند آبهاي بازيافتي مهم مي باشد. ازن مواد معدني زائد را بطور كامل اكسيد نموده و موجب ته نشيني و حذف آنها مي گردد.اهميت عمده ازن در قابليت شكستن تركيبات آلي همراه با آهن و منگنز مي باشد. ازن در برطرف نمودن تركيبات آلي مولد رنگ ، قوي و موثر نشان مي دهد بطوريكه بعنوان يك عامل جلا دهنده خوب براي فاضلاب و حذف كننده رنگ در آب شرب كا ربردهاي فراواني يافته است . ازن همچنين قادر است تركيبات فنوليك و ديگر تركيبات مولد طعم را در آب شرب از بين ببرد.  تحقيقات نشان داده است كه ازن مي تواند آفت كشهاي مالاتيون و پاراتيون را كه تركيباتي سرطان زا و خطرناك هستند به اسيد فسفريك ( بي خطر ) تبديل نمايد. اخيراً در خصوص استفاده از ازن به منظور كنترل و حذف كدورت و مواد آلي در مقررات EPA  رهنمود هايي ارائه گرديده است.

 

محصولات جانبي حاصل از گند زدائي با ازن:

در غياب يون برميد در آب، محصولات جانبي حاصل از ازن زني شامل اسيد هايي با وزن ملكولي كم و غير هالوژن دار، آلدهيدها، كتون ها و الكل ها مي باشند كه اين تركيبات اغلب توسط ميكرو ارگانيسم هاي موجود در آب قابل تجزيه بيولوژيكي مي باشند و معمولاً براي مصرف كنندگان بي خطر هستند، پيش از ازن زني باعث تغيير شكل مواد آلي موجود در آب خام مي گردد. ازن ، مواد آلي داراي زنجيره طولاني و با تعداد مولكول زياد را به مواد غير قابل تجزيه بيولوژيكي و نيز برخي تركيبات كوچكتر قابل تجزيه تبديل مي نمايد. اين امر بطور همزمان موجب افزايش اكسيژن محلول آب مي گردد و شرايط براي رشد باكتريها ي هوازي مهيا مي شود. در صورت استفاده از فيلترهاي كربن فعال گرانولي (GAC) در بخش فيلتر اسيون،مواد آلي بر روي منافذ و سطح كربن فعال گرانولي جذب مي شوند و لذا فيلتر بعنوان منبع تغذيه و رشد باكتريها ايفاي نقش مي نمايد. در اين صورت آبي كه از چنين فيلتر هايي عبور مي نمايد مواد آلي را در سطح فيلتر باقي گذاشته و از رشد باكتريها درآب پس از فيلتر جلوگيري بعمل مي آورد.

 

 

تجربيات تعدادي از كشورها در استفاده از ازن:

كشورآمريكا

در سال ۱۹۴۰ نخستين واحد ازن زني به منظور از بين بردن طعم و بوي حاصل از مواد فنلي در آمريكا تاسيس گرديد . البته همواره از كلر زني نيز بصورت توامان استفاده مي گرديد تا در سيستم توزيع مقدار باقيمانده پايدار از گندزداها وجود داشته باشد.تحقيقات نشان داده كه استفاده از ازن قبل از كلرزني باعث كاهش توليد تري هالومتانها در حد كمتر از ۱ ميكروگرم در ليتر مي باشد. با توجه به بالاتر بودن كيفيت آب منابع در دسترس در آمريكا نسبت به منابع آبي اغلب كشورهاي غربي ، استفاده از ازن در ايالات متحده كمتر مورد توجه قرار گرفته است لكن با افزايش آلودگي آبهاي سطحي و زير زميني در دهه ۹۰ قوانين جديدي در راستاي بهبود كيفيت آب وضع شده كه از جمله آنها رويكرد بيشتر به استفاده از ازن در جهت افزايش كيفيت و قابليت اعتماد به آب شرب مصرفي مي باشد . از اين رو تعداد تصفيه خانه هاي داراي تاسيسات ازن زني دراين كشور بين سالهاي ۹۰تا ۹۴ از ۲۰ به ۶۰ عدد افزايش يافته است.

 

كشوركانادا

اولين تاسيسات ازن زني در كانادا در سال ۱۹۵۶ نصب و راه اندازي شد. در اين كشور از ازن بعنوان گندزدا و نيز حذف كننده طعم و بو و كنترل كدورت استفاده گرديده است هرچند جهت حفظ مقادير باقيمانده گندزدا در شبكه سيستم كلر زني نيز بصورت همزمان بكار گرفته شده است . عمده كاربرد ازن در كانادا در حذف مشكلات طعم و بوهاي فصلي جهت كمك به امر گند زدايي بوده است.

 

كشورفرانسه

در سال ۱۹۹۲ حدود۷۰۰ تصفيه خانه در فرانسه با استفاده از سيستم ازن زني مشغول بكار بوده اند كه آب تمامي اين تصفيه خانه ها از آبهاي سطحي تامين مي شده است . هدف اصلي براي استفاده از ازن كنترل طعم  بو ، تخريب فنل ، حذف مواد آلي و غير فعال سازي ويروسها و از بين بردن باكتريها مي باشد . در تعدادي از تصفيه خانه ها از ازن براي حذف رنگ و آهن و منگنز استفاده مي شود و در اكثر تصفيه خانه ها گزارش شده كه ازن باعث افزايش راندمان حذف كدورت گرديده است.

 

كشورسوئيس

 

در سوئيس ۱۵۰تصفيه خانه بزرگ و كوچك از ازن زني براي از بين بردن باكتريها و ويروسها ، حذف طعم و بو ومواد آلي استفاده مي نمايند.

 

كشوراستراليا

در استراليا نيز تعداد ۴۲ تصفيه خانه با سيستم ازن زني فعاليت دارند كه تعدادي بعنوان گند زداي مكمل كلر و تعدادي نيز بعنوان حذف كننده رنگ و مواد آلي بكار گرفته شده اند

 

هزينه ها:

هزينه هاي مربوط به خريد و نصب تاسيسات ازن زني با توجه به ميزان ازن مورد نياز و دبي تصفيه خانه متفاوت است ولي بطور متوسط هزينه اي بالغ بر ۵۰۰ تا ۶۰۰ هزار دلار براي آن پيش بيني مي گردد.انرژي متوسط مورد نياز جهت توليد هر كيلو گرم ازن ، ۱۵تا۲۰ كيلو وات ساعت خواهد بود . اين در حاليست كه براي انجام مناسب گند زدائي با ازن ، دوز تعيين شده ۱تا ۵/۱mg/lit  مي باشد تخمين زده مي شود كه در صورت تزريق mg/lit 1 ازن ، به ازاي هر يك هزار متر مكعب آب تصفيه شده يك دلار صرف گردد.

 

BOD  و COD چیست؟

(BOD (Biological Oxygen Demand

نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزم هاست است.

BOD  چیست؟

(BOD (Biological Oxygen Demand  نرخ مصرف اکسیژن در داخل آب توسط ارگانیزمهاست است . اگر BOD کم باشد آب پاک و فاقد ارگانیسم است یا آنکه ارگانیزمهای داخل آب مرده و نیازی به مصرف اکسیژن ندارند . BOD مقدار اکسیژن لازم برای ثبات بیولوژیکی در آب است . اندازه تاًسیسات تصفیه بیولوژیکی خصوصاً میزان هوادهی فاضلاب در حوضچه های هوا دهی را می توان با اندازه BOD محاسبه نمود .

اگر BOD آبی ppm 1 باشد تقریباً آب خالص است . آب با BOD تا ppm 5 نسبتاً خالص فرض می شود و وقتی که BOD به بیشتر از ppm 5 برسد خلوص آب مورد تردید قرار می گیرد . اما اگر مقدار BOD از ppm 20 تجاوز کند سلامت عمومی مورد خطر واقع می شود .

 

COD چیست؟

 

(COD (Chemical Oxygen Demand یا همان ((اکسیژن خواهی شیمیایی)) ، یکی از مهمترین شاخصهای سنجش آلودگی فاضلاب است.

 

اساس كار اسمز معكوس :

اگر یك غشاء نیمه تراوا (Semi-Permeable Membrane) بین دو محلول با غلظتهای متفاوت قرار گیرد، مقداری از حلال (رقیق) از یك طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می شود. غشاء معمولا از جنس استات سلولوز و یا پلی آمید است. البته امروزه غشاء را از مخلوط استات سلولوز و تری استات سلولوز می سازند.

جهت طبیعی حركت حلال به گونه ای است كه محلول غلیظ تر، رقیق می شود. در شكل زیر آب خالص از غشاء عبور كرده و وارد آب ناخالص می شود. اگر به سیستم اجازه رسیدن به تعادل داده شود، در آن صورت سطح آب نمك ( آب حاوی ناخالصی ) از سطح آب خالص بالاتر خواهد رفت. این اختلاف سطح در دو طرف غشاء را فشار اسمزی می گویند. در واقع تنها مولكولهای آب قادر به عبور از غشاء نیمه تراوا هستند.

 

سیستم نانوفیلتراسیون (NF)

:: نانو تکنولوژی دامنه وسیعی از تجهیزات و کاربردها را در بر گرفته است و یکی از فوق العاده ترین فناوری های قرن ۲۱ به حساب می‌آید. خطر آلودگی منابع آب آشامیدنی و عدم امکان تصفیه منابع آلوده با روشهای مرسوم و از طرفی آلودگی نیتراتی منابع زیرزمینی نیاز به روش‌های جایگزین تصفیه را محسوس تر می‌نماید.

 

 سیستم اولترافیلتراسیون(UF)

 

:: در روش اولترافيلتراسيون، آب از يك غشاء ( Ultra – Filter Membrane ) كه داراي منافذ بسيار ريز با حداكثر قطر ۰۲/۰ ميكرون است ، عبور داده مي شود. ريزترين ميكروارگانيزمي كه مي تواند در آب وجود داشته باشد ويروس پوليو ، عامل بيماري فلج اطفال است كه اندازه آن از ۰۲/۰ ميكرون بزرگتر است. ساير ميكروارگانيزمها قطري به مراتب بزرگتر از اين اندازه دارند. بنابراين با عبور آب از منافذ اين غشاء مذكور كليه ميكروارگانيزمها به طريق فيزيكي از داخل آب حذف مي شوند چرا كه قادر به عبور از منافذ غشاء نيستند.

 

نتيجه گيري:

به سختي مي توان تمام كاربردهاي ازن در آب آشاميدني را در اين مبحث كوتاه ارائه نمود . مهمترين موضوعي كه لازم است بخاطر داشته باشيم اينست كه با بكار گيري ازن در تصفيه آب آشاميدني مي توان بسياري از مشكلاتي كه توسط ديگر گند زداها و اكسيد كننده ها قابل رفع نيستند را برطرف نمود كه از جمله مي توان از اكسيد اسيون آلاينده هاي ميكرو ، تثبيت بيولوژيكي آب و ضد عفوني نام برد.درست مثل هر اكسيد كننده ديگر ، با بكار گيري ازن در تصفيه آب نيز فراورده هاي جانبي حاصل مي شود كه برخي از آنها از نقطه نظر بهداشتي قابل توجه هستند. افزايش دانش و تجربيات محققين در ۲۵ سال گذشته در خصوص كاربرد ازن منجر به كاهش مخاطرات و نگرانيها مربوط به استفاده از آن به كمترين حد ممكن گرديده است.

 

به این مقاله چند ستاره می دهید
امتیاز مجموع