ازن در تصفیه آب آشامیدنی

تصفیه آب آشامیدنی با ازن

یکی از اساسی ترین اهداف تصفیه آب گندزدایی یا ضد عفونی نمودن آب جهت مناسب نمودن برای شرب می باشد. تاکنون برای گندزدایی آب روش های مختلفی ارائه گردیده است که مهمترین آنها کلرزنی، ازن زنی و استفاده از دی اکسید کلر، برم، ید و نیز اشعه UV می باشد. عمومی ترین روش گندزدایی در جهان کلرزنی می باشد که از دلایل عمده استفاده از آن می توان موثر بودن در غلظت پایین، ارزان و در دسترس بودن و نیز داشتن باقیمانده در آب پس از عمل گندزدایی را نام برد. با توجه به تشکیل ترکیبات آلی کلرینه و سایر ترکیبات تری هالومتان در اثر گندزدایی با کلر که عوارض نامطلوبی را برای مصرف کنندگان به همراه دارد استفاده از گندزدا های جدید روز به روز ابعاد وسیع تری می یابد. ازن از جمله ترکیباتی است که با توجه به خواص ویژه خود، نزدیک به یک قرن است که بعنوان گندزدا در آب آشامیدنی توسط کشورهای اروپایی مورد استفاده قرار گرفته است. اولین کار برد ازن در سال 1893 در کشور هلند و برای تصفیه خانه ای که از آب رودخانه راین تغذیه می نمود صورت پذیرفت . امروزه بیش از یک هزار تصفیه خانه آب از ازن بعنوان بخشی از تصفیه شیمیایی استفاده می کنند که اغلب آنها در کشورهای غربی بویژه  فرانسه، سوئیس و کانادا قرار دارند بزرگترین تاسیسات گندزدایی با ازن در مناطق پاریس و مونترال بکار گرفته شده است .

خواص فیزیکی و شیمیایی ازن

ازن یکی از اشکال آلوتروپی اکسیژن بوده و گازی آبی رنگ با بوی تند و ناپایدار می باشد. این ترکیب یک اکسید کننده قوی بوده و بسیار قوی تر از اسید هیپوکلرو ( ماده موثر گندزدایی کلر در آب )  می باشد. حلالیت ازن در آب 12 مرتبه کمتر از حلالیت کلر بوده و محلول آبی آن نیز ناپایدار می باشد. به همین دلیل،  باید در محل مصرف تولید شود و نمی توان آن را مثل کلر ذخیره نمود. با توجه به حوادث زیادی که در خصوص ترکیدن سیستم های ذخیره و نگهداری کلر بوقوع پیوسته است این محدودیت لزوماً جزء معایب استفاده از گاز ازن محسوب نمی شود.

 قدرت گندزدایی بالا

خصوصیات میکروب کشی ازن بیانگر پتانسیل بالای اکسیداسیون آن می باشد. تحقیقات نشان می دهد که گندزدایی توسط ازن حاصل اثر مستقیم آن بر باکتری ها و تجزیه دیواره سلولی باکتری ها می باشد. که از این نظر با مکانیسم عمل کلر در فرایند گند زدایی متفاوت است.  با توجه به قدرت بالای گندزدایی ازن در مقایسه با کلر (25 برابر ) و سایر گندزداها، زمان کمتری جهت تکمیل فرایند گندزدایی نیاز می باشد.  بررسی ها همچنین بیانگر توانایی بیشتر ازن در از بین بردن ویروس ها در مقایسه با کلر می باشد.

 ازن به عنوان یک اکسیدکننده قوی

 ازن مصارف زیادی در تصفیه آب آشامیدنی از قبیل کنترل طعم و بو کنترل رنگ و حذف آهن و منگنز علاوه بر گندزدایی دارد. قدرت این اکسیدکننده در شفاف سازی منابع آب با کیفیت پایین مانند آب های 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 جلادهنده 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 کش های 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  رهنمودهایی ارائه گردیده است .

محصولات جانبی حاصل از گندزدایی با ازن

در غیاب یون برمید در آب، محصولات جانبی حاصل از ازن زنی شامل اسیدهایی با وزن مولکولی کم و غیر هالوژن دار، آلدهیدها، کتون ها و الکل ها می باشند که این ترکیبات اغلب توسط میکروارگانیسم های موجود در آب قابل تجزیه بیولوژیکی می باشند و معمولاً برای مصرف کنندگان بی خطر هستند. پیش ازن زنی باعث تغییر شکل مواد آلی موجود در آب خام می گردد ازن، 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 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 فیلتر هایی عبور می نماید مواد آلی را در سطح فیلتر باقی گذاشته و از رشد باکتری ها درآب پس از فیلتر جلوگیری بعمل می آورد.