مقدمه
ازن مولکول غیر آلی با سه اتمی اکسیژن است، ازن به شکل گاز در لایه ی بالایی جو زمین انباشته شده است و همه از آن به عنوان لایه محافظی در مقابل اشعه زیان آور ماوراء بنفش خورشید می شناسند. در واقع این گاز زمانی تشکیل میگردد که مولکولهای O2 توسط پرتوهای فرابنفش یا قوس الکتریکی به ۲ اتم اکسیژن مجزا تفکیک میشود. این اتم های آزاد اکسیژن می توانند در گروه های سه تایی ترکیب شده و ازن را به وجود آورند.
امروزه با توجه به پیشرفت روزافزون دانش و تکنولوژی، این گاز ناپایدار به عنوان قویترین اکسید کننده و ضدعفونی کننده شناخته شده است.از این رو از گاز ازن به جهت تصفیه آب کارخانه های آب معدنی، تصفیه و ضدعفونی کردن آب استخرهای شنا، گندزدایی فاضلاب و پساب های صنعتی مانند: پتروشیمی، پزشکی، آزمایشگاهی، نساجی، دامداری و…. مورد استفاده قرار میگیرد.
در واقع این گاز به دلیل ساختار ناپایداری که دارد، پس از انجام ضدعفونی و گذشت زمان کوتاه به اکسیژن تبدیل می شود. لذا باقی مانده ای بر جا نمی گذارد. این خصوصیت خارق العاده ازن موجب استفاده گسترده آن شده و ازن را در گروه ضدعفونی کننده های ارگانیک قرار داده است.
تولید ازن از تخلیه الکتریکی
با اعمال یک ولتاژ الکتریکی بالا به دو رسانا و ایجاد جرقه و تخلیه الکتریکی بین آن دو، انرژی لازم به مولکول های اکسیژن O2 که در اطراف جرقه هستند داده میشود. این انرژی میتواند پیوند مولکولی O2 را شکسته و آن را ۲ دو اتم O تبدیل کند. هر کدام از این اتم های اکسیژن میتوانند با یک مولکول اکسیژن O2 پیوند برقرار کرده و به مولکول O3 یا همان اوزون تبدیل شوند.
هر جرقه الکتریکی میتواند مقادیری اوزون تولید کند مثلا وقتی رعد و برق میزند مقادیر بسیار زیادی اوزون تولید میشود. این یکی از دلایلی است که پس از یک رعد و برق بوی تازگی و پاکی هوا حس میشود.
اجزای ازن ژنراتور تخلیه کرونا
- کرونا سل یا راکتور ازن
این سل به شکل صفحه ای یا لوله ای ساخته می شود و از دو هادی برای کاتد و آند که یک دی الکتریک در بین آنها قرار گرفته است ،استفاده میکنند - ترانسفورماتور ولتاژ بالا
این ترانسفورماتور جهت ایجاد جرقه بین الکترودهای سل کرونا - مولد فرکانس بالا
برای تولید اوزون به یک ولتاژ متناوب نیاز دارید. با همان فرکانس برق شهر نیز میتوان اوزون تولید کرد اما چون فرکانس پایینی دارد سایز دستگاه و ترانس بزرگ میشود. به همین دلیل از یک مولد فرکانس بالا استفاده میکنند.
تولید تجاری ازن از نور ماوراء بنفش
- ازن ژنراتور یکی از مهمترین مولفه های سیستم تولید ازن است.ازن مصرفی برای کاربردهای تجاری و صنعتی دقیقا مانند روش تولیدی ازن در طبیعت می باشد. برای تولید ازن از لامپ های uvبا فشار کم و طول موج کوتاه در دستگاه ازن ژنراتوراستفاده میکنند این لامپ ها نورuv را در دو پیک ۱۸۵ و ۲۵۴ نانومتر (در محدوده ی نور ماوراءبنفش ) تولید میکنند.در طول موج ۱۸۵ نانومتر مولکولهای اکسیژن فوتولیز شده و ازن تولید میشود ولی در طول موج ۲۵۴ نانومتر نورماوراء بنفش تولیدی باعث از بین رفتن باکتری ها و مواد میکروبی می شود.
لامپ uv به طور معمول در یک محفظه استیل یا آلومینیومی قرارمیگیرد و با عبور جریان هوا یا گاز اکسیژن خالص از این محفظه ضمن تابش نور uv با طول موج ۱۸۵ نانومتر باعث فوتولیز مولکول اکسیژن شده و ازن تشکیل میگردد.
ژنراتورهای ازن نسبتا ساده هستند. اجزای لازم برای تولید ازن ژنراتور عبارتند از:
- لامپ uv 185نانومتر
- فن یا پمپ هوا برای تزریق و جریان هوا در طول محفظه
- محفظه از جنس آلومینیوم یا استیل
- ترانسفورماتورجهت روشن کردن لامپ
مکانیسم عملکرد ازن ژنراتور
مکانیسم عملکرد ازن زنراتور براساس خاصیت اکسیدکنندگی ازن است. این مولکولهای ناپایدار خاصیت اکسیدکنندگی قوی دارند و دیگر مولکولها را اکسید میکنند. این ویژگی ازن باعث شده که از آن به عنوان ماده‌ای برای تصفیه در زمینه‌های مختلفی چون تصفیه فاضلاب شهری، تهیه آب آشامیدنی، صنایع غذایی، صنایع کاغذ و نساجی استفاده شود. مهمترین فایده ازن ویژگی تمیز بودن آن است، زیرا مواد را اکسید می‌کند بطوریکه تقریبا محصول جانبی تولید نمی‌کند. از طرفی ازن دارای بوی قابل تشخیصی است و از این رو غلظت‌های خیلی کم آن نیز قابل درک است و این باعث ایمنی کارکرد با ازن میشود.ازن میتواند بو و میکروارگانیزم‌هایی چون ویروس، قارچ و باکتری را اکسید و ازبین ببرد.
مزایای استفاده از ازن ژنراتور
ازن و کلر هردو به عنوان ضد عفونی کننده و گندزدا در واحدهای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند و مکانیسم عملکرد هر دو در ضدعفونی کردن یکسان است ولی با توجه به معایبی که در استفاده از کلر( گازیا پودر) وجود دارد استفاده از ازن مقرون به صرفه تر خواهد بود.
- بالا بودن قدرت اکسید کنندگی ( تا ۵۰ برابر قوی تر از کلر)
- تاثیر گذاری بر طیف گسترده‌ای از میکروارگانیزمها شامل میکروب‌ها، باکتری‌ها (تا ۳۱۲۵ برابر سریعتر از کلر) و ویروس‌ها (۱۰۰۰-۶۰۰ برابر سریعتر از کلر)
- قدرت ضد عفونی بالا حتی در غلظت کم
- موثر بودن فرایند ازناسیون در زمان کم (۱۰ تا ۳۰ دقیقه)
- اکسیداسیون مواد معدنی نظیر آهن، منگنز، سیانیدها، سولفید‌ها و نیتریت‌ها و انعقاد جامدات محلول برای خالص نگهداشتن آب
- عدم تولید هرگونه محصول جانبی هنگام تبدیل شدن به کسیژن
- باقی نماندن هیچ گونه ماده اضافی بعد از فرآیند ازناسیون به دلیل تجزیه شدن سریع ازن
- کاهش یا حذف تعمیرات استخر، مانند زنگ زدن یا خورگی تجهیزات و دیواره های داخلی استخر ناشی از مواد شیمیایی قوی مثل کلر یا جوش‌شیرین
- جلوگیری از انتقال بیماری‌ها مانند حصبه، وبا، هپاتیت، بیماری‌های قارچی و پوستی و …
- کاهش ۷۰ تا ۹۰ درصدی در استفاده از مواد شیمیایی و در نتیجه عدم سوزش در بینی و چشم
- از بین بردن پاتوژن‌های مقاوم نسبت به کلر
- سازگار بودن با محیط زیست و عدم تولید پساب‌های زیان بار برای محیط زیست
- بی خطر بودن برای کاربر و اپراتور
- عدم تغییر pH آب
- افزایش اکسیژن در آب و محیط استخر و ایجاد شفافیت مضاعف در آب
- خنثی کردن بوی بد، مزه و رنگ
- نداشتن مشکلات ایمنی حمل و نقل و ذخیره سازی به دلیل تولیدشدن در محل
- حذف هزینه ماهانه مواد شیمیایی و دفع مواد زائد و در نتیجه مقرون به صرفه و موثر بودن آن با توجه به تولید الکتریکی آن در محل
- کاهش هزینه انتقال و ذخیره مواد شیمیایی خطرنک
- بهبود ظرفیت فیلتر و مواد منعقدکننده، کاهش استفاده از منعقدکننده‌ها و کاهش احیاء فیلتر
- کاهش مصرف آب به علت افزایش کیفیت آن
مشخصات فنی دستگاه ازن ژنراتور
- کمپرسور پکیج تناوبی جهت تامین هوای ژنراتور ازن
- انژکتور مخصوص گاز ازن از جنس های UPVC و PTFE مقاوم در برابر گاز ازن
- شیر یکطرفه مخصوص ازن جهت جلوگیری از بازگشت گاز ازن به داخل دستگاه ازن ژنراتور (Ozone Check Valve)
- مخزن واکنش گاز ازن در آب ،مقاوم در برابر خوردگی قابلیت
- سیستم کنترل جریان ازن جهت جلوگیری از برگشت آب به داخل سیستم ازن ژنراتور
- شیلنگ تفلون مقاوم در برابر خوردگی جهت انتقال گاز
