آب مهمترین مایع حیات است که برای استفاده توسط انسان نیاز به تصفیه و ضدعفونی دارد.
آب گوارا ترین آشامیدنی ها است. آب طبیعی برای آن که قابل آشامیدن باشد باید تصفیه شود. پس از تصفیه، آب زلال ، بدون مزه خاص ، بی رنگ ، بی بو ، بدون عوامل بیماری زا، بدون مواد سمی و همراه با مقداری مواد و یون های لازم بدست می آید. اساسی ترین و مهم ترین مرحله تصفیه آب آشامیدنی گند زدائی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. روش های مختلفی برای گند زدایی آب وجود دارد که مهم ترین آنها کلرزنی، ازنزنی و استفاده از سایرگندزداها میباشد. روش سنتی گند زدایی آب کلرزنی است که امروزه در بیشتر کشورهای دنیا مخصوصا کشورهای در حال توسعه رایج می باشد. تامین آب آشامیدنی سالم و بهداشتی مورد نیاز مردم از اهمیت بسیاری برخوردار است چرا که بیماری های ناشی از آب آلوده مانند اسهال، وبا، حصبه و بیماری های انگلی هنوز سالانه نزدیک به یک میلیارد انسان را مبتلا می نمایند و باعث مرگ حدود ۱۰ میلیون نفر، اکثرا در کشورهای در حال توسعه میگردند. با توجه به قرار گرقتن منابع آبی در محدوده شهرها و ورود آلاینده های جدید و مقاوم به این منابع ضروری است که تصفیه خانه های آب به سمت بهره گیری از گندزداهای جدید و به کارگیری فن آوری های نوین در فرایند تصفیه آب گام بردارند. استفاده از کلر و مشتقات آن در گندزدائی آب موجب تشکیل ترکیبات جانبی مضر و سمی مانند کلرات، ترکیبات آلی کلرینه و ترکیبات تری هالومتان (THM) می شودکه این مواد عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان به همراه داشته وسرطان زا هستند .
گاز ازن با توجه به خواص ویژه خود و عدم تولیدمواد جانبی مضر، جایگزین مناسبی برای کلر می باشد. این گاز نزدیک به یک قرن است که بعنوان گندزدا در آب آشامیدنی توسط کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته و تاکنون هزاران واحد تصفیه توسط ازن در سراسر روسیه ، اروپا، ژاپن و ایالات متحده گسترش یافته است و در حال حاضر بیش از ۳۰۰۰ واحد تصفیه آب توسط ازن در سراسر جهان و بیش از ۳۰۰ واحد تصفیه آب آشامیدنی در ایالات متحده قرار دارد. در کشور ما نیز بهره گیری از این روش در تصفیه خانه آب اصفهان و بخش کمی از تصفیه خانه اهواز و بندرعباس صورت می گیرد. بهترین روش ازن زنی در تصفیه آب تزریق آن به آب در دو مرحله یا روش ازن-ازن می باشدکه در مرحله اول پیش ازن زنی در مقادیر کم برای کنترل کدورت وحذف آهن ومنگنز صورت می پذیرد ودر مرحله دوم ازن زنی، آب کاملاٌ ضدعفونی شده و مواد آلی مولد طعم، بو و رنگ و کربن آلی حل شده (DOC) با استفاده از مقادیر بیشتر ازن و تماس زیاد اکسید می شوند. پس از این مرحله آب برای عرضه و توزیع وارد شبکه می‌شود منتها قبل از اینکه وارد شبکه شود برای جلوگیری از آلودگی آب در شبکه مقدارکمی کلر به آن اضافه می‌شود.
مزایای استفاده از ازن در تصفیه آب های آشامیدنی
میکروب کشی سریع و وسیع
قابلیت اکسیداسیون ازن بالاتر از همه گندزداهای رایج مانند کلرومشتقات آن، پرکلرین، آب ژاول و غیره می باشد. 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 برباکتری ها وتجزیه دیواره سلولی باکتری ها می باشدکه به فرایند زوال سلولی (cell lysing) معروف است. از این نظر با مکانیسم عمل کلر در فرایند گند زدائی متفاوت است. کلر فقط با نفوذ به داخل سلول، آن را غیرفعال میکند و قادر به پاره کردن دیواره سلولی و از بین بردن آن نیست. با توجه به قدرت بالای گندزدائی ازن در مقایسه با کلر وسایر گندزداها ، زمان کمتری جهت تکمیل فرایند گندزدائی نیاز می باشد. بررسی ها همچنین بیانگر توانائی بیشتر ازن در از بین بردن ویروس ها در مقایسه با کلر می باشد. در مقام مقایسه ازن بعنوان گندزدا ۲۵ بار قوی‌تر از اسیدهیپوکلرو (HOCl) و ۲۵۰۰ بار قوی‌تر از هیپوکلریت (OCl) و ۵۰۰۰ بار قوی‌تر از کلروآمین (NH2Cl) است. این مسئله بوسیله مقایسه ثابت‌های CT اندازه‌گیری می‌شود که عبارتست از غلظت و زمان لازم برای کشتن ۹۹.۹% کل میکروارگانیسم‌ها. میزان ۰.۴ ppm از ازن در عرض ۴ دقیقه می‌تواند هر باکتری، ویروس، قارچ و یا کپکی را نابود سازد. در این میان قابلیت ازن در از بین بردن ویروس‌ها بسیار شگفت‌انگیز بوده و حتی در غلظت‌های باقی‌مانده بسیار پایین می‌تواند ویروس های بیماری‌زا مثل هپاتیت را از بین ببرد. در مطالعات آزمایشگاهی ثابت شده فقط ۰.۰۱۲ ppm ازن در کمتر از ۱۰ ثانیه می‌تواند تمام ویروس ها را نابود کند. همچنین کپک‌ها نیز به آسانی توسط ازن در آب کنترل میگردند. کیست‌های Giardia و Cryptospoidium به سهولت توسط ازن کنترل می‌شوند در حالی که مقادیر طبیعی کلر بر آنها بی‌اثر است.
از بین بردن کامل طعم و بوی آب
ازن قادر است ترکیبات فنولیک و دیگر ترکیبات مولد طعم را در آب شرب از بین ببرد. بو و طعم در منابع آبی بطور طبیعی از آلودگی‌های مواد آلی انسانی بوجود می‌آید. بدین ترتیب که باکتری‌ها با مصرف این مواد، بخصوص در آب های سطحی باعث ایجاد طعم و بو می‌شوند. مصرف کلر برای گندزدایی سبب ایجاد ترکیبات کلروفنل با بو و طعم بسیار بالایی می‌شود. بیشتر این ترکیبات بوزا توسط تصفیه ازن از بین می‌رود حتی برخی ترکیبات سولفور نظیر سولفید هیدروژن، مرکاپتان‌ها یا سولفیدهای آلی می‌توانند توسط ازن به سولفات‌ها، اکسید شوند.
حذف کامل آهن و منگنز موجود در آب
ازن مواد معدنی را بطور کامل اکسید نموده وموجب ته نشینی وحذف آنها می گردد. اهمیت عمده ازن در قابلیت شکستن ترکیبات آلی همراه با آهن ومنگنز می باشد. ازن فلزات سنگین را به شکل اکسیداسیون بالا که معمولاً اکسیدهای غیر‌محلولی هستند و به آسانی با فیلتراسیون حذف می‌شوند، تبدیل میکند. برای مثال آهن معمولاً در حالت فرو (Fe2+)، در آب محلول است که در حضور ازن به یون فریک (Fe3+) که در آب بصورت هیدروکسید فریک خیلی نامحلول است تبدیل شده و توسط فیلتراسیون جدا می‌شود. سایر فلزات مثل منگنز در حضور آهن، کادمیوم، کروم، کبالت، مس، سرب، آرسنیک ، نیکل و روی می‌توانند توسط روش مشابه تصفیه شوند.
حذف رنگ
علت بروز رنگ در آب های سطحی وجود مواد آلی طبیعی نظیر اسیدهای تانیک، فلویک و هیومیک می‌باشند. این ترکیبات در نتیجه تخریب مواد گیاهی تولید می شوند و در ساختمان آنها باندهای دوگانه کربن ـ کربن به هم وصل می‌شوند، زمانی که سری پیوندهای دوگانه به بالای ۲۰ برسد جذب رنگ در طیف مرئی بوجود می‌آید، ازن به این پیوندهای دوگانه مواد آلی حمله کرده و آنها را می‌شکند و حذف این پیوندهای دوگانه باعث حذف رنگ می‌شود. آب های سطحی معمولاً می‌توانند در محدوده ۴-۲ ppm ازن،کاملا رنگ‌زدایی شوند.
حذف جلبک
ازن با توجه به خاصیت اکسیدکنندگی قوی قادر به از بین بردن انواع جلبک ها میباشد. ازناسیون آب های آلوده شده با جلبک، سبب اکسیداسیون و شناور شدن جلبک در سطح مخزن می‌شود. ازن همچنین متابولیک‌های محصولات جانبی تولید شده توسط جلبک را اکسید و حذف کرده و در نتیجه باعث حذف طعم و بو خواهد شد.
تثبیت انعقاد و حذف کدورت
در یک تصفیه خانه متعارف که از آب سطحی بعنوان ورودی استفاده می نماید اولین مرحله تصفیه، حذف کدورت می باشد. در مرحله پیش ازن زنی، ازن از طریق ناپایدارکردن ذرات معلق وخنثی سازی بار ذرات کلوئیدی موجبات حذف کدورت را فراهم می نماید و از فیلتراسیون مستقیم جهت عملیات صاف سازی استفاده می شود. اکسیداسیون مواد آلی محلول توسط ازن منجر به تولید مولکول‌های قطبی و باردار می‌شود که می‌توانند با یونهای آلومینیوم و کلسیم واکنش داده و آنها را رسوب دهند. تصفیه آب‌های سطحی با ۰.۵ ppm ازن منجر به کاهش کدورت، تثبیت قابلیت ته‌نشینی و کاهش مقدار ذرات می‌شود. استفاده از ازن برای کنترل کدورت مزایای زیر راشامل می شود:
- کاهش مواد شیمیائی مورد نیاز برای فرایند انعقاد
- کاهش زمان مورد نیاز برای تشکیل فلوک ولخته سازی
- افزایش راندامان فیلتر اسیون (حدود ۵۰ درصد)
- کاهش لجن حاصل از بک واش فیلتر
این روش موجب انجام مناسب تر فرایند انعقاد وصرفه جوئی در مصرف مواد شیمیائی مورد نیاز می گردد به گونه ای که صرفه جویی حاصل از مصرف مواد با افزایش هزینه های مربوط به نصب سیستم ازن زنی مطابقت می نماید.
حذف مواد آلی
ازن با بیشتر ترکیبات ساده آروماتیک و آلیفاتیک‌های غیراشباع نظیر وینیل کلراید، ۱و۱- دی‌کلرواتیلن، تری‌کلرواتیلن، P ـ دی‌کلروبنزن و غیره به سرعت واکنش می‌دهد اما واکنش آن با آروماتیک‌های پیچیده و آلیفاتیک‌های اشباع به آرامی صورت می‌گیرد. ازن بیشتر ترکیبات آلی نظیر قندها، فنل‌ها، الکل‌ها و غیره را اکسید کرده و خود به اکسیژن تبدیل می‌شود. ازن به همراه پراکسید هیدروژن، یونهای هیدروکسیل خیلی فعال را تشکیل خواهد داد که باعث حمله نوکلئوفیلیک روی ترکیبات آلی است که این باعث تغییر مکان هالوژن ها و سایر گروه های عاملی نظیر آمین‌ها و سولفیدها می‌شود. تحقیقات نشان داده است که ازن می تواند آفت کش های مالاتیون وپاراتیون را که ترکیباتی سرطان زا وخطرناک هستند به اسید فسفریک ( بی خطر) تبدیل نماید.
عدم تولید پسماندهای مضر
محصولات جانبی حاصل از ازن زنی شامل اسید هایی با وزن مولکولی کم و غیرها لوژن دار ، آلدهید ها، کتون ها و الکل ها می باشند که این ترکیبات اغلب توسط میکروارگانیسم های موجود در آب قابل تجزیه بیولوژیکی می باشند ومعمولاً برای مصرف کنندگان بی خطر هستند. یکی از عیوب استفاده از کلر در این زمینه، تشکیل مواد آلی از طریق واکنش آن با ترکیبات آلی نظیر کلروفرم، تتراکلریدکربن، کلرومتان و غیره است که این ترکیبات بطورکلی، تری‌هالومتان (THM) نامیده می‌شوندوچیزی حدود ۸۵۰ ترکیب کارسینوژن پدید می آورند که همگی سرطان‌زا هستند. درروش ازن زنی، پیش ازن زنی باعث تغییر شکل مواد آلی موجود در آب خام شده و مواد آلی دارای زنجیره طولانی و با تعداد مولکول زیاد را به مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی و نیز برخی ترکیبات کوچکتر قابل تجزیه تبدیل می نماید. این امر بطور همزمان موجب افزایش اکسیژن محلول در آب می گردد و شرایط برای رشد باکتری های هوازی مهیا می شود. در صورت استفاده از فیلترهای کربن فعال گرانولی (GAC) در بخش فیلتراسیون، مواد آلی بر روی منافذ و سطح کربن فعال گرانولی جذب می شوند و لذا فیلتر بعنوان منبع تغذیه و رشد باکتری ها ایفای نقش می نماید. در این صورت آبی که از چنین فیلترهایی عبور می نماید مواد آلی را در سطح فیلتر باقی گذاشته و از رشد باکتری ها در آب پس از فیلتر جلوگیری بعمل می آورد.
لوتوس تجهیز کاسپین به طراحی، تولید و عرضه تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب در ظرفیت مورد نظر میپردازند که برای برقراری ارتباط با این تیم و اطلاع از ویژگی های هر یک از محصولات و دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید باما در ارتباط باشید.
