سیستم گندزدایی با ازن
اساسي ترين و مهم ترین مرحله تصفيه آب آشامیدنی گندزدائي يا ضد عفوني نمودن آب جهت مناسب نمودن براي شرب مي باشد. روشهاي مختلفي براي گندزدائي آب وجود دارد كه مهمترين آنها كلرزني، ازن زني و استفاده از سایر گندزداها مي باشد. روش سنتی گندزدائی آب كلر زنی است.
تامين آب آشاميدني سالم و بهداشتي مورد نياز مردم از اهمیت بسیاری برخوردار است چرا که بيماريهاي ناشي از آب آلوده مانند اسهال، وبا، حصبه و بيماريهاي انگلي هنوز سالانه نزديك به يك ميليارد انسان را مبتلا مي نمايند و باعث مرگ حدود ۱۰ ميليون نفر، اكثرا در کشورهای در حال توسعه مي گردند.
با توجه به قرار گرقتن منابع آبي در محدوده شهرها و ورود آلاينده هاي جديد و مقاوم به اين منابع ضروری است که تصفيه خانه هاي آب به سمت بهره گيري از گندزداهاي جديد و به كارگيري فن آوري هاي نوين در فرايند تصفيه آب گام بردارند. استفاده از كلر و مشتقات آن در گندزدائی آب موجب تشکیل تركيبات جانبي مضر و سمي مانند كلرات، تركيبات آلي كلرينه و تركيبات تري هالومتان (THM) می شود که این مواد عوارض نامطلوبي را براي مصرف كنندگان به همراه داشته وسرطان زا هستند.
گاز ازن با توجه به خواص ويژه خود و عدم تولید مواد جانبی مضر، جایگزین مناسبی برای کلر می باشد. این گاز نزديك به يك قرن است كه بعنوان گند زدا در آب آشاميدني توسط كشورهاي پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته و تاكنون هزاران واحد تصفيه توسط ازن در سراسر اروپا، روسيه، ژاپن و ايالات متحده گسترش يافته است و در حال حاضر بيش از ۳۰۰۰ واحد تصفية آب توسط ازن در سراسر جهان و بيش از ۳۰۰ واحد تصفية آب آشاميدني در ايالات متحده قرار دارد. در کشور ما نیز بهره گيري از این روش در تصفيه خانه آب اصفهان و بخش كمي از تصفيه خانه اهواز و بندرعباس صورت مي گيرد.
عملکرد سیستم ازن
بهترین روش ازن زني در تصفيه آب تزریق آن به آب در دو مرحله یا روش ازن-ازن مي باشد.
- مرحله اول پيش ازن زني در مقادير كم برای كنترل كدورت وحذف آهن و منگنز صورت می پذيرد.
- در مرحله دوم ازن زني، آب كاملاٌ ضدعفوني شده و مواد آلي مولد طعم،بو و رنگ و كربن آلي حل شده (DOC) با استفاده از مقادير بيشتر ازن و تماس زياد اكسيد مي شوند.
پس از اين مرحله آب براي عرضه و توزيع وارد شبكه مي‌شود منتها قبل از اينكه وارد شبكه شود براي جلوگيري از آلودگي آب در شبكه مقدارکمی كلر به آن اضافه مي‌شود.
مزاياي استفاده از ازن در تصفية آبهاي آشاميدني
- قدرت گند زدائی بالا
خصوصیات میکروب کشی ازن بیانگر پتانسیل بالای اکسید اسیون آن می باشد. تحقیقات نشان می دهد که گند زدائی توسط ازن حاصل اثر مستقیم آن برباکتریها و تجزیه دیواره سلولی باکتریها می باشد. که از این نظر با مکانیسم عمل کلر در فرایند گند زدائی متفاوت است. با توجه به قدرت بالای گندزدائی ازن در مقایسه با کلر (۲۵ برابر ) و سایر گندزداها، زمان کمتری جهت تکمیل فرایند گند زدائی نیاز می باشد. بررسی ها همچنین بیانگر توانائی بیشتر ازن در از بین بردن ویروسها در مقایسه با کلر می باشد.
- ازن به عنوان یک اکسید کننده قوی
ازن مصارف زیادی در تصفیه آب آشامیدنی از قبیل کنترل طعم و بو کنترل رنگ و حذف آهن و منگنز علاوه بر گند زدائی دارد. قدرت این اکسید کننده در شفاف سازی منابع آب با کیفیت پائین مانند آبهای بازیافتی مهم می باشد. ازن مواد معدنی زائد را بطور کامل اکسید نموده و موجب ته نشینی و حذف آنها می گردد. اهمیت عمده ازن در قابلیت شکستن ترکیبات آلی همراه با آهن و منگنز می باشد.
ازن در برطرف نمودن ترکیبات آلی مولد رنگ، قوی و موثر نشان می دهد بطوریکه بعنوان یک عامل جلا دهنده خوب برای فاضلاب و حذف کننده رنگ در آب شرب کاربردهای فراوانی یافته است. ازن همچنین قادر است ترکیبات فنولیک و دیگر ترکیبات مولد طعم را در آب شرب از بین ببرد. تحقیقات نشان داده است که ازن می تواند آفت کشهای مالاتیون و پاراتیون را که ترکیباتی سرطان زا و خطرناک هستند به اسید فسفریک (بی خطر) تبدیل نماید. اخیراً در خصوص استفاده از ازن به منظور کنترل و حذف کدورت و مواد آلی در مقررات EPA رهنمود هایی ارائه گردیده است.
Ozone disinfection system
The most basic and important step of drinking water purification is disinfection water to make it potable. There are different methods for water disinfection, the most important of which are chlorination, ozonation. chlorination is the traditional method for water disinfection.
Providing safe and hygienic drinking water needed by the people is very important because diseases caused by contaminated water such as diarrhea, cholera, typhoid and parasitic diseases still affect nearly one billion people every year and cause the death of about 10 million people, mostly in developing countries.
Considering the water sources are located close to the cities and Contamination leakage, it is necessary for water treatment plants to take advantage of new disinfectants and use new technologies in the water treatment process. The use of chlorine and its derivatives in water disinfection causes the formation of harmful and toxic side compounds such as chlorate, organochlorine compounds and trihalomethane (THM) compounds, not only carcinogenic but also cause adverse effects for humans.
Due to its special properties and the lack of producing harmful byproducts, ozone gas is a good alternative to chlorine. This gas has been used for nearly a century as a disinfectant in drinking water by developed countries, and thousands of ozone purification units have been expanded throughout Europe, Russia, Japan, and the United States.. In our country, this method is also used in Isfahan water treatment plant and a small part of Ahvaz and Bandar Abbas treatment plants.
Ozone system performance
The best ozonation method in water purification is to inject it into the water in two stages or in other words the ozone-ozone method.
The first step which is pre-ozonation in small amounts in order to control the turbidity and removing iron and manganese.
In the second stage of ozonation, the water is completely disinfected by using high amounts of ozone and long contact time and the organic substances that responsible for taste, smell and color and dissolved organic carbon (DOC) are oxidized.
The advantages of using ozone in drinking water purification
High disinfection power
The germicidal properties of ozone indicate its high oxidation potential. Research shows that disinfection by ozone is the result of its direct effect on bacteria and the decomposition of the bacteria cell wall which is different from the mechanism of chlorine in the disinfection process. Due to the high disinfection power of ozone compared to chlorine (25 times) and other disinfectants, less time is needed to complete the disinfection process. Studies also show that ozone is more effective in killing viruses than chlorine.
Ozone as a strong oxidizer
Ozone plays important role in drinking water purification, such as taste and odor control, color control and iron and manganese removal, in addition to disinfection. The power of this oxidizer is important in clarifying low quality water sources such as recycled water. Ozone completely oxidizes waste minerals and causes them to settle and remove them. The main importance of ozone is in the ability to break organic compounds along with iron and manganese.
Ozone demonstrates strong and effective function in removing color-producing organic compounds, so it has been used as a good polishing agent for wastewater and color remover in drinking water. Research has shown that ozone can convert malathion and parathion pesticides, which are carcinogenic and dangerous compounds. Recently, guidelines have been provided in EPA regulations regarding the use of ozone to control and remove turbidity and organic matters.