ازن و تصفیه فاضلاب

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

مزایای مصرف ازن در صنعت آب و فاضلاب

۱-      ازن به عنوان عامل بی بو کننده عمل کرده و کلیه ترکیبات فنلی را از بین می برد.

۲-      تمام دترجنت ها را می توان به وسیله ازن از بین برد.

۳-      ازن با خاصیت رنگبری بالای خود می تواند تا ۶۰ درصد رنگ آب را ازن بین ببرد.

۴-      ازن بمام میکروب های آب را از بین می برد و قدرت اکسیدکنندگی آن بیش از ۳۰۰۰ برابر یون کلراین می باشد.

۵-      ازن بدون جا گذاشتن هیچگونه طعم خاصی، آب را استریل می کند.

۶-      چون ازن در آب اکسیژن آزاد تولید می نماید بنابراین پس از واکنش هیچگونه ماده خارجی در آب باقی نمی گذارد.

۷-      مدت زمان لازم برای استریل کردن آب توسط ازن کمتر از کلر می باشد.

۸-      بازرسی شیمیایی و میکروبی تاسیساتی که با ازن کار می کنند به علت اطمینان کار در اکثر موارد ضرورت ندارد.

  مکانیزم  ضدعفونی و از بین بردن میکروب ها توسط دستگاه ازن ژنراتور

اکسیژن فعال میکروارگانیسهای مختلف نظیرانواع باکتریها، ویروسها، پروتوزوئر ها،  قارچها، مخمر ها ، اسپورها و هاگهای منتشر شونده از طریق آب و هوا را ازبین می برد. باکتریها، میکروارگانیسم های کوچک تک یاخته ای هستند که دارای ساختمان ساده و ابتدایی می باشند. فشار اسمزی داخلی اکثر باکتریها حدود ۵ تا ۲۰ اتمسفر می باشد . این امر بعلت غلظت زیاد مواد محلول درون سلولی است. اسکلت محکمی دور سلول باکتری بنام  دیواره سلولی از انفجار باکتری وپاره شدن غشاء به علت اختلاف فشار اسمزی درون و بیرون باکتری جلوگیری می کند. مولکول اکسیژن فعال با حمله به دیواره سلول  باکتری  موجب از هم گسیختگی و پارگی آن ودر نتیجه مرگ باکتری می گردد. اثرات باکتریوسیدی اکسیژن فعال بر روی انواع وسیعی از ارگانیسمها گرم مثبت؛ باکتریهای گرم منفی ، اسپورها و سلولهای رویشی مطالعه شده است.

ویروسها نیزجزو میکروارگانیسم ها می باشند لیکن به وضوح از دیگر سلولها متفاوتند. ویروسها ذراتی غیر مستقل هستند که تنها در داخل سلول میزبان تکثیر می یابند. هر ذره  ویروس  شامل یک مولکول اسید نوکلئیک   ( DNAیاRNA ) می باشد.

در اطراف این مولکول پوششی از جنس پروتئین قرار دارد که  کاپسیدCapsid نامیده می شود. وظیفه کاپسید محافظت از اسید نوکلئیک ویروس وامکان پذیر نمودن اتصال و دخول ویروس به سلول میزبان می باشد. مولکولهای اکسیژن فعال با نفوذ از میان پوشش پروتئینی، اسید نوکلئیک ویروسی را از تخریب می کنند و درغلظت های بالاتر با تخریب  پروتئین کاپسید، سلول ویروسی را منهدم می نمایند.

میزان مصرف گاز ازن در انواع مختلف پساب (مرجع کتاب Metcalf and Eddy)