شهر : تهرانقیمت : 25,000,000 ريالگروه دکتر استخر
کاربرد سیستم ازن ـ UV در تصفیه فاضلاب
بسیاری از ما نمودار رنگی کلاس علوم را که چرخه آب نامیده می شد، از سنین کودکی به یاد می آوریم. جریان چرخه ای تبخیر از اقیانوس آبی به سمت آسمان، بارش باران به داخل دریاچه ها و رودخانه ها، رسیدن آن به حیوانات، گیاهان و خانه ها و بازگشت به داخل دریا. امروزه این تصویر، به این سادگی نیست. نمودار USGS (مرکز تحقیقات زمین شناسی ایالات متحده) به روزرسانی شده است، ولی پالایشگاه های نفت، کارخانه های تصفیه آب و کارخانه های کاغذسازی، کجای این نمودار قرار دارند؟
به طرز طعنه آمیزی، یک مانع بزرگ برای تامین آب شُرب شهرها و صنایع درحال توسعه، فاضلابی است که توسط سیستم فرآوری، تخلیه فاضلاب و کشاورزی زیرساختهای این جوامع، ایجاد می شود. برای مثال شهرداری ها حداقل بخشی از آب خود را از منابع آب سطحی (مثل رودخانه ها، دریاچه ها، آب انبارها و …) تامین می کنند. این منابع در معرض انواع آلاینده ها از هوا، آب و خاک اطرافشان قرار دارند. برخی از این آلاینده ها ممکن است فلزات با غلظت ناسالم، انگل های مُضر یا باکتری هایی مانند اشرشیاکلی، کریپتوسپوریدیوم و لیستریا باشند.
تصفیه موثر چنین فاضلابی برای محافظت طولانی مدت از منابع آب و پذیرش نظام مند در راستای افزایش آگاهی و امنیت عمومی، لازم است. مردم در حال مصرف آب از منابعی هستند که دیگر به آن اندازه که قبلاً امید می رفت، ایمن نیستند. موضوع حائز اهمیت این است که اطمینان حاصل شود آنها از فرآیندهای تصفیه درستی استفاده می کنند.
ازن و UV
اخیراً سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA)، لیستی از بهترین فناوری های موجود جهت دستیابی به قانون اول تصفیه بهبود یافته و طولانیمدت آب های سطحی (LT1) و مقابله با آلاینده های آب را منتشر کرده است. دو مورد از روش های تصفیه بسیار مفید عبارتاند از تابش فرابنفش (UV) و ازن. هر دو روش به مدت طولانی برای غیرفعالسازی ارگانیسم های بیماری زا که می توانند در سیستم های آب و فاضلاب رشد کنند، استفاده شده اند.
لامپ بخار جیوه کمفشار، نور UV را با پیک های شدت مشخص در nm 254 و nm 185 نشر می کند. تابش با طول موج کوتاه، در شکستن پیوندهای مولکولی DNA میکروارگانیسم ها موثر است. همچنین تابش UV ، انرژی لازم را برای تجزیه ازن فراهم می کند که منجر به تشکیل دو رادیکال هیدروکسیل (OH–) می شود. این اُکسنده، جزء کلیدی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) (مانند ترکیب ازن و UV) است.
ازن با پتانسیل اکسایش eV 2.07 ، قوی ترین اُکسنده و ضدعفونیکننده تجاری موجود در دنیا است. بیش از 100 سال است که ازن در فرآیندهای تصفیه آب استفاده می شود و یک مرحله کاربردی بسیار مهم برای تولید آب معدنی، فرآیند تصفیه آب استخر، صنایع غذایی، استفاده مجدد صنعتی و … است.
ترکیب ازن و UV که تحت عنوان ازنزنی نورکافتی هم شناخته میشود، به دلیل پتانسیل اکسایش بسیار بالای رادیکال هیدروکسیل (eV 2.8)، به طور موثرتری آلوده کننده های آلی را نابود می کند. برای واکنش های ازن ـ UV در محلول آبی، به ازن انرژی داده می شود و در ترکیب با آب، یون OH– تولید می کند که از هر اکسنده شیمیایی، قوی تر و دارای گزینش پذیری کمتری است. با تبدیل هر مولکول ازن به دو رادیکال هیدروکسیل، ازن به طور موثر با آلاینده های آلی واکنش می دهد. این روش، اهداف اکسیداسیون را به حمله کننده های چندگانه هدایت می کند و به طور چشمگیری چهره اکسیداسیون را تغییر داده است. با فعالیت هیدروکسیل های بسیار فعال و غیرگزینش پذیر بر روی بسیاری از اهداف، توانایی مولکول های ازن برای اثربخشی بیشتر، تقویت میشود. یکی از فواید فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (مانند ترکیب ازن ـ UV) این است که با افزایش میزان اکسیداسیون، حتی ارگانیسم های سرسختی که در برابر تخریب، مقاومت دارند، می توانند تا حدی اکسید شوند که به آسانی زیست تخریب پذیر شوند. بر طبق اظهارات Paul Overbeck ، مدیر اجرایی انجمن بین المللی ازن (IOA) ، مزایای سیستم ترکیبی ازن ـ UV برای تصفیه آب های آلوده، یک رویکرد عالی است که می تواند به قانون دوم تصفیه بهبود یافته و طولانیمدت آب های سطحی (LT2) دست یابد.
3 پارامتر اصلی برای موفقیت یک سیستم ترکیبی ازن ـ UV ، میزان مصرف ازن، سطح تابش UV و pH هستند. برای دستیابی به میزان مصرف مناسب ازن، سرعت بالای حل شدن ازن در آب، باید از طریق انتقال موثر گاز ازن به درون محلول آبی، حفظ شود. یک طراحی موثر برای سیستم ازن ـ UV ، یک راکتور تزریق تحت فشار اختلاط UV/O3 ، سیستم تولید میکروحباب، تجدید پایدار منطقه اختلاط گاز به مایع و تقویت حلالیت گاز برای استفاده بهتر از تابش UV می باشد. با افزایش pH ، ازن به آسانی به هیدروکسیل تبدیل می شود؛ بنابراین سرعت اکسیداسیون آلاینده های مشخصی مانند آفت کش ها و سیانید افزایش می یابد. تعادل بین سطح pH ، نورکافت UV و میزان ازن، باید در طراحی سیستم و کنترل بیشینه کارایی در نظر گرفته شود.
همانطور که Paillard و همکاران (1998) در یک بررسی کاربردی اشاره کردند: “برای هر سرعت ازن دهی، قدرت متوسط تابشی وجود دارد که در آن، بازدهی اکسیداسیون به حداکثر درجه خود می رسد. در مقادیر پایین تر از این، مقداری ازن حل شده باقی می ماند که بازدهی اکسیداسیون و سینتیک واکنش را محدود می کند. در مقادیر بالاتر، راندمان اکسیداسیون ثابت باقی می ماند ولی نسبت راندمان انرژی به مقدار سوبسترای تخریب شده، کاهش می یابد. بنابراین قدرت تابش ایده آل، پایین ترین میزانی است که در آن، ازن حلشده و ازن گازی، کاملاً مصرف شوند.”
رنگدانه های فاضلاب
یکی از فاضلاب های مشکل ساز، توسط رنگ دانه های مورد استفاده در کارخانه های نساجی، عوامل آهارزنی و فرآیندهای شیمیایی تولید میشود. برخی از رنگ دانه های موجود در این فاضلاب، آلرژیزا، سمّی و حتی جهش زا و سرطانزا هستند. بدتر اینکه اجزای رنگی با استفاده از روش های سنتی تصفیه بیولوژیکی و تجمع ـ انعقاد، به ندرت می توانند کاملاً حذف شوند.
میزان رنگ توسط موسسه تولید رنگ دانه آمریکا (ADMI) اندازه گیری و آنالیز می شود. تصفیه به روش ازن ـ UV فقط در یک ساعت، قادر به کاهش رنگدانه فاضلاب تا 95% (از ADMI 4000 تا ADMI 200) میباشد. همچنین سیستم ازن ـ UV توانایی بسیاری در تبدیل مواد آلی به معدنی و کاهش سمیت برخی رنگ دانه ها نشان میدهد. علاوه بر راندمان قابل توجه، تصفیه به روش ازن ـ UV در این زمینه (800 مترمکعب فاضلاب در روز)، 30% هزینه های تصفیه در ماه را کاهش می دهد. شرایط اسیدی، کاهش رنگ را توسط هر دوی UV و ازن، آسان می کند که حضور آنها در شرایط pH کم، غالب تر است.
سورفکتانت ها
سایر اجزای برخی از فاضلاب های صنعتی عبارتاند از سورفکتانت ها (ترکیبات فعال در سطح)؛ مانند مواد شوینده و امولسیون کنندهها. میزان تاثیر و ساختار شیمیایی منحصر به فرد این مواد (هر دو جزء آب گریز و آب دوست)، تصفیه آنها را بسیار مشکل می کند و اغلب منجر به تخریب جزئی و حضور باقیمانده های زیاد در پساب می شود؛ بنابراین پتانسیل ایجاد نگرانی برای سلامت عمومی و اثرات زیست محیطی را دارد.
کاربرد ازن و UV برای حذف سورفکتانت ها، بسیار موثرتر از روش های بیولوژیکی است. در pH پایین، حمله الکتروندوستی ازن، ترکیبات آلی را تجزیه می کند و رادیکال هیدروکسیل، واکنش های زنجیره ای را ایجاد می کند که منجر به تبدیل نهایی مواد آلی به معدنی می شود. همچنین سیستم ازن ـ UV به عنوان یک مرحله پیش تصفیه موثر در ترکیب با تصفیه بیولوژیکی است.
فنول ها
فنول ها ترکیبات معمول دیگری در فاضلاب هستند که به دلیل ساختار شیمیایی حلقه بنزن آنها هم سمی و هم سخت تجزیه شونده میباشند. ترکیبات آروماتیک هالوژن دار که مقاوم هستند و توسط فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی متداول به سختی حذف می شوند، مشکلات جدی آلایندگی را ایجاد میکنند.
با روش تصفیه ازن ـ UV ، عنصرهای کلر و نیتروژن حلقه بنزن به طور نسبتاً سریع حذف میشوند که باعث تجزیه کامل فنول میشود.( Ku and Su1996) در مطالعه خود، حذف 99 درصدی 2،4-دی کلرو فنول، 2-کلرو فنول و 2-نیترو فنول را توسط سیستم ازن ـ UV در حدود 15 دقیقه نشان داد. در ازن دهی نورکافتی فنول ها، حذف کل کربن آلی توسط تابش UV قابل چشم پوشی است و ازن دهی می تواند میزان آن را تا 30% کاهش دهد، اما ترکیب ازن و UV برای 95% حذف، عمل می کند.
ضدعفونی بهینه
مطالعات بارها نشان داده است که سیستم ترکیبی ازن ـ UV برای گندزدایی و تجزیه ترکیبات آلی، موثرتر از هر روشی است که به صورت منفرد استفاده شده است. (Ikemizu 1998) نشان داد که با اضافهکردن UV، سرعت اکسیداسیون ازن از 10 تا 104 برابر افزایش می یابد. همچنین برای ترکیباتی که به واکنش با ازن مقاوم هستند (مانند اسیدها، الکل ها، اسیدهای آمینو و اسیدهای چرب)، واکنش های ازن ـ UV با سرعت 10 تا 103 برابر، سریع تر پیش میروند.
ترکیب ازن ـ UV ، یک راه حل خلاقانه را برای بسیاری از مشکلات تصفیه آب و فاضلاب فراهم نموده است. هنگامی که فرآیند به طور صحیح مهندسی شده باشد، واکنش های سینرژیک (همافزایی)، شرایط مطلوب اکسیداسیون و گندزدایی را ایجاد می کنند که حتی برخی از بادوام ترین و مشکل زاترین اجزای فاضلاب را از بین می برند. با کارکردن روی واکنش ها و سرعتبخشیدن به آنها، تصفیه با روش ازن ـ UV به حداکثر راندمان خود می رسد و تقاضا برای روش های تصفیه سنتی شیمیایی و بیولوژیکی و محصولات جانبی حاصل از آنها را کاهش می دهد.
DR POOL GROUP
گروه دکتر استخر
مشاوره ، بازدید ، کارشناسی
بازسازی ، نوسازی ، زیباسازی
عیب یابی ، سرویس دوره ای
تعمیر و نگهداری پروژه های :
پارک آبی ، مجتمع آبدرمانی ، استخر ، سونا ، جکوزی
در تهران ، البرز و شمال ایران
با ما تماس بگیرید
تلفکس : 02124521639 02143850311 02195118234
همراه : 09121978874 09130137157 09163661255
وبسایت WWW.DRPOOL.IR
ایمیل INFO@DRPOOL.IR DRPOOL.IR@GMAIL.COM
کانال تلگرام DRPOOLGROUP
اینستاگرام DRPOOL.IR
مدیر گروه دکتر استخر : مهندس سید محسن نقیبیان
آدرس دفتر مرکزی : تهران ، میدان جمهوری ، برج اداری سهیل ، طبقه چهارم ، واحد 410