كاربرد ازن در تصفيه فاضلاب

كاربرد ازن در تصفيه فاضلاب

اگر چه ازن در گذشته بيشتر به منظور گندزدايي آب مورد استفاده بوده است. پيشرفت هاي اخير در توليد و فناوري ايجاد محلول آن، اين گندزدا را براي استفاده در گندزدايي فاضلاب از نظر اقتصادي قابل رقابت كرده است. از ازن ژنراتور همچنين مي توان در تصفيه ي پيشرفته فاضلاب به منظور حذف مواد آلي مقاوم، به جاي فرآيند جذب سطحي كربن استفاده نمود.

اخيرا ازن به دليل قدرت اكسيداسيون و گندزدايي بالاي خود در صنعت تصفيه آب و فاضلاب توجه زيادي را جلب نموده است. ازن به خوبي براي حذف بو، مزه و رنگ و همچنين تركيبات آلي موجود در آب مورد استفاده قرار مي گيرد. ازون ژنراتور يكي از قوي ترين عوامل اكسيد كننده مي باشد و قدرت اكسيد كنندگي تركيبات آلي و معدني با ازن به پتانسيل اكسيداسيون آن مربوط مي شود.

واكنش شيميايي ازن با تركيبات آلي در محلول هاي آبي بسيار پيچيده مي باشد. مولكول ازن مي تواند مواد آلاينده موجود در آب و فاضلاب را با روش اكسيداسيون مستقيم كه بصورت انتخابي عمل مي كند اكسيد نمايد و يا از طريق مكانيسم واكنش هاي زنجيره اي كه توليد راديكال هاي هيدروكسيل آزاد مي نمايد و به صورت غير انتخابي عمل مي كند تجزيه كند.

با توجه به اينكه ساختار مولكولي ازن در محلول هاي آبي به صورت قطبي مي باشد. لذا واكنش ازن مولكولي به عنوان يك تركيب قطبي با آلاينده هاي آلي از طريق واكنش هاي الكتروفيليك حلقه زايي و نوكلئوفيليك انجام مي گيرد. در محيز هاي آبي بيشتر واكنش ها الكتروفيليك و حلقه زايي بوده و واكنش هاي نوكلئوفيليك تنها در تعدادي از سيستم هاي غير آبي انجام مي گيرد. بنابراين ازون ژنراتور يك تركيب با واكنش پذيري بالا و تقريبا نامحلول در آب مي باشد. نيمه عمر مولكول ازن در آب وابسته به pH، دما و غلظت تركيبات آلي و معدني محلول در آب در محدوده ي چند ثانيه تا چند دقيقه مي باشد.

مقدار pH محلول تاثير بسيار مهمي در تجزيه ازن در آب دارد. pH قليايي سبب افزايش تجزيه ازن مي شود. در pH كمتر از 3، راديكال هاي هيدروكسيل نمي تواند تاثيري در تجزيه ازن داشته باشند. در pH بين 7 تا 10، نيمه عمر معمول ازن در آب بين 15-20 دقيقه مي باشد.

ازن به طور موفق در صدها تصفيه خانه آب مورد استفاده قرار گرفته ولي بدليل وجود معايب حلاليت و پايداري كم آن در آب و در نتيجه نياز به هزينه هاي زياد توليد و مصرف ازون ژنراتور، كاربرد آن در صنعت تصفيه فاضلاب داراي محدوديت اقتصادي مي باشد.

از طرف ديگر ازن قادر به اكسيداسيون كامل تركيبات آلي موجود در آب و فاضلاب نبوده و از طريق اكسيداسيون ناقص با آن ها وارد واكنش مي گردد.

ازن يكي از قوي ترين اكسيدكننده ها مي باشد، اما واكنش آن با بعضي از تركيبات آلي مانند تركيبات آروماتيك آهسته بوده و طي اكسيداسيون تركيبات آلي سبب تشكيل اسيد كربوكسيليك، تركيبات كربونيل، و بسياري ديگر از تركيبات مي شود كه باعث مي شود پساب خروجي با يك فرآيند تكميلي ديگر مانند فرآيندهاي بيولوژيكي مورد تصفيه قرار گيرد.

ازن از دو راه سبب اكسيداسيون تركيبات آلي مي گردد:

• اكسيداسيون مستقيم توسط ازن
• اكسيداسيون توسط راديكال هاي آزاد توليدي

ازن گازي است كه در محل و از طريق اكسيژن اتمسفري و يا اكسيژن فشرده توليد مي شود. غلظت ازن توليدي از اكسيژن و هواي اتمسفري به ترتيب 5% و 1% است.