ازن چیست؟
ازن Ozone (ازون) یکی از شکل های اکسیژن است و با فرمول O3 شناخته می شود. ازن از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. دو اتم اکسیژن مولکول اصلی اکسیژن را تشکیل می دهند (اکسیژنی که ما تنفس می کنیم و برای زندگی ضروری است). سومین اتم اکسیژن می تواند از مولکول ازن جدا شود و دوباره به مولکول های مواد دیگر متصل شود و در نتیجه ترکیب شیمیایی آنها را تغییر دهد.
ازن گازی است با اکسیدکنندگی بسیار بالا. ازن غالبا ناپایدار بوده و در بسیاری از واکنش ها همانند کلر عمل می کند و در اثر ترکیب شدن با پروتئین و بی اثر کردن آنزیم کاهنده که برای تنفس سلول ها مهم است، به عنوان میکروب کش عمل می کند. خاصیت اکسیدکنندگی ازن باعث می شود تا کاربردهای صنعتی فراوانی داشته باشد.
گاز ازن در غلظت های بالاتر از 1/0 ppm اثر تخریبی شدیدی بر اندام های تنفسی و مخاط جانوران می گذارد. ازن در فضای نزدیک به زمین از مهم ترین آلاینده های هوا محسوب می شود ولی ازن موجود در لایه ازن برای جانوران و گیاهان سودمند می باشد زیرا از ورود پرتو های پر انرژی و فرابنفش به زمین جلوگیری می نماید.
ازن ژنراتور چیست؟
ازن ژنراتور Ozone Generator یک دستگاه است که از هوا یا اکسیژن برای تولید ازون استفاده می کند. ازن ژنراتور با توجه به نوع و مورد مصرف در اندازه و سایزهای گوناگون تولید می گردد.
ازن ژنراتور
محدوده های رایج نرخ تولید ازن ژنراتور
دستگاه های ازن ژنراتور صنعتی و آزمایشگاهی در بازه وسیعی از ظرفیت تولید موجود هستند. جدول زیر نمونه هایی از این محدودهها را نشان می دهد:
محدوده های رایج نرخ تولید ازن (گرم در ساعت)
| نوع/کاربرد دستگاه | محدوده نرخ تولید (گرم در ساعت) | مشخصات کلیدی |
| ماژول های بسیار کوچک (لوازم خانگی) | 0.1- 0.26 | گاز خوراک هوای معمولی یا خشک |
| آزمایشگاهی (پایلوت / تحقیقاتی) | 3.5 – 30 | توان مصرفی پایین (۵۵ تا ۲۵۰ وات) |
| صنعتی (متوسط) | 25 – 60 | مناسب برای تصفیه آب و هوا در مقیاس کارگاهی |
| صنعتی (نیمه صنعتی) | ~240 | قابل استفاده در صنایع کوچک و متوسط |
| صنعتی (مقیاس بزرگ) | 500 تا 1,500 (0.5 تا 1.5 کیلوگرم) | استفاده از گاز اکسیژن خالص به عنوان خوراک برای بازدهی بالا |
| صنعتی (تاسیسات عظیم) | 1,000+ (بیش از ۱ کیلوگرم) | بیش از ۵۰ پوند در روز (هر پوند معادل ۴۵۳ گرم) |
نحوه کار دستگاه ازن ژنراتور
دستگاه ازن ژنراتور بار الکتریکی را به هوای عبوری اعمال می کند. این امر برخی از اتم های عادی اکسیژن را به اتم های منفرد ناپایدار تقسیم می کند که با سایر مولکول های O2 پیوند می یابند و O3 را تشکیل می دهند.
نحوه عملکرد دستگاه ازن ژنراتور
کاربرد ازن در تصفیه آب و فاضلاب
کاربرد ازن در تصفیه آب:
هنگامی که به دنبال سیستم تصفیه آب ایدهآل برای استفاده در خانه یا تأسیسات خود هستید، یکی از گزینه های موجود برای شما تصفیه آب با ازن است. تصفیه آب با ازن با بوسیله یک مولد ازن (ازن ژنراتور) آغاز می شود. سپس ازن به آب تزریق می شود و بلافاصله شروع به اکسیداسیون و حذف آلاینده هایی مانند باکتری ها، ویروس ها و فلزات می کند. ازن مواد آلی موجود در غشای باکتری ها را اکسید می کند.
تصفیه آب بوسیله ازن با حل کردن ازن در آب و از طریق اکسیداسیون باکتری ها و متعاقب سایر پاتوژن های موجود در آب عمل می کند. برای درک بهتر این فرآیند، بهتر است ابتدا نحوه ایجاد ازن را درک کنید. ازن از اکسیژن متولد می شود. یک مولکول اکسیژن دارای دو اتم اکسیژن (O2) است، در حالی که یک مولکول ازن حاوی سه اتم اکسیژن (O3) است. هنگامی که الکتریسیته یا نور فرابنفش در هوا جریان می یابد، انرژی آنها مولکول های اکسیژن را به دو اتم اکسیژن تقسیم می کند.
سپس اتمهای آزاد اکسیژن با مولکولهای معمولی اکسیژن دوباره ترکیب میشوند تا ازن را تشکیل دهند. در اتمسفر فوقانی، نور خورشید با اکسیژن برهمکنش میکند و لایه محافظ ازن زمین را تولید میکند. در حالی که به سطح نزدیک تر است، ازن در هنگام برخورد رعد و برق و قطع شدن برق از طریق هوای غنی از اکسیژن ایجاد می شود. هر دو فرآیند در ژنراتورهای ازن فرابنفش و الکتریکی تقلید میشوند که تصفیه آب ازن را ممکن میسازد. ازن همچنین می تواند توسط واکنش های الکترولیتی و شیمیایی تولید شود.
ازن ژنراتور در تصفیه آب چه چیزی را حذف می کنند؟
در تصفیه آب ازن زنی برای مقاصد مختلفی از جمله بهبود فرآیند انعقاد، کاهش تولید تری هالومتان ها، حذف رنگ، حذف آهن و منگنز، کنترل میکرو ارگانیسم ها و حذف مواد آلی استفاده می شود. تحقیقات نشان داده است که ازن نمی تواند برخی از پارامترهای فیزیکی از جمله pH و رنگ را تغییر دهد اما تاثیر قابل توجهی بر روی پارامترهای شیمیایی داشته و پارامترهای بیولوژیکی را حدود 21 درصد کاهش می دهد.
تصفیه آب با استفاده از ازن مزایای زیادی دارد، از جمله اینکه ازن به آب طعم و بوی ناخوشایندی نمیدهد و میتواند به طور کامل عفونتزاها و آلودگیهای آب را از بین ببرد. همچنین، ازن باعث تولید اکسیژن فعال میشود که میتواند برخی از مواد آلی مضر را نیز از آب حذف کند.
ازن در تصفیه آب این موارد را حذف می کنند:
- باکتری ها
- جلبک
- انگل هایی مانند ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم
- سولفید هیدروژن
- طعم و بوی بد
- کدورت
- آهن، منگنز و مس (در صورت ترکیب با روش فیلتراسیون دیگر)
مزایای تصفیه آب با ازن
استفاده از تصفیه آب ازن به جای محلول های دیگر مزایای بی شماری دارد. مزایای اولیه عبارتند از:
- از مواد شیمیایی استفاده نمی کند
- بسیار موثر
- تکنولوژی قابل اعتماد
- سرعت بالا
- عدم تولید طعم و بو
- بهره برداری آسان
کاربرد ازن در تصفیه فاضلاب:
ازن و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته می توانند به طور انتخابی آلاینده ها را از فاضلاب صنعتی و آب فرآیند حذف کنند، به عنوان مثال TOC، COD، BOD، سیانید، فنل، رنگ و بسیاری از ترکیبات دیگر. ازن به عنوان یکی از فرایندهای پیش تصفیه برای فاضلاب صنعتی کابرد دارد. ازن همچنین می تواند برای تمیز نگه داشتن مخزن های فاضلاب از بین بردن بو استفاده شود. ازن یکی از جایزگزین های مطمئن برای کلر زنی می باشد.
ازن به شدت با سیانید (CN) واکنش نشان می دهد. سیانید اغلب در فرآیندهای گالوانیکی در صنایع فرآوری فلزات و الکترونیک استفاده می شود. حذف نیتریت (NO2) و همچنین سولفید (H2S/S2) از پساب با استفاده از ازن آسان تر است زیرا هر دو ماده به شدت با ازن واکنش می دهند. نیتریت یک ترکیب سمی است. ترکیبات Fe2+ و Mn2+ به دلیل ازن به سرعت به Fe (OH)3 و MnO (OH)2 قابل فیلتر تبدیل می شوند.
سیستم حذف آرسنیک نیز از ازن برای پیش اکسیداسیون استفاده می کند، زیرا As-III به As-V تبدیل می شود. اکسیداسیون ترکیبات آلی: سیستم های ازن زنی در مقیاس کامل برای تصفیه پساب هایی مانند شیرابه های دفن زباله و همچنین پساب های صنایع نساجی، دارویی و شیمیایی استفاده شده است.
هنگامی که نور مرئی توسط مواد محلول جذب می شود یا هنگامی که نور توسط مواد جامد معلق منعکس می شود، فاضلاب رنگی به نظر می رسد. فاضلاب رنگی اساساً در کارخانه های رنگرزی، کارخانههای نساجی، کارخانه های غذا و نوشیدنی، کشتارگاه ها و سایر کارخانههای صنعتی یافت می شود.
بسیاری از صنایع در حال حاضر استفاده از ازن را آغاز کرده اند که جایگزینی قوی تر و مطمئن تر از کلر برای حذف رنگ است. بهترین نتایج زمانی حاصل می شود که آب با مقادیر BOD، COD و مواد جامد معلق (SS) کمتری تولید شود، به طوری که واکنش ازن در درجه اول برای حذف رنگ باشد. در این حالت، رنگ را می توان 90 تا 98 درصد کاهش داد.
برخی از ترکیبات خاص در فاضلاب که توسط ازن اکسید می شوند:
- آمونیاک
- فنولیک ها
- مواد شوینده
- فولویک اسیدهای تانیک (اسیدهای منشا گیاهی)
- سولفیدها
- سیانیدها
- هاگ های کپک
- آمیب
- آرسنیک
- کلر و مشتقات آن
- DDT
- دیوکسین ها
مزایا و معایب استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب
مزایا استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب:
- ازن در از بین بردن ویروس ها و باکتری ها موثرتر از کلر است
- فرآیند تولید ازن در یک مدت زمان کوتاه انجام می شود
- پس از ازن زنی هیچ باقیمانده مضری وجود ندارد که لازم باشد حذف شود ازن به سرعت تجزیه می شود
- پس از ازن زنی، رشد میکرو ارگانیسم ها وجود ندارد، به جز آنهایی که توسط ذرات موجود در جریان فاضلاب محافظت می شوند
- ازن در محل تولید می شود، بنابراین مشکلات ایمنی کمتری در حمل و نقل و جابجایی وجود دارد
- ازن زنی باعث افزایش غلظت اکسیژن محلول (DO) پساب می شود. افزایش DO می تواند نیاز به هوادهی مجدد را برطرف کند و همچنین سطح DO را در جریان دریافت کننده افزایش دهد
معایب استفاده از ازن در تصفیه فاضلاب:
- دوز پایین ممکن است به طور موثر برخی از ویروس ها، هاگ ها و کیست ها را غیرفعال نکند
- ازن زنی فناوری پیچیده تری نسبت به ضدعفونی با کلر یا UV است که به تجهیزات پیچیده و نگهداری اصولی نیاز دارد
- ازن بسیار واکنش پذیر و خورنده است، بنابراین به مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضد زنگ نیاز دارد
- ازن زنی برای فاضلاب با سطوح بالایی از مواد جامد معلق (SS)، سطح بالا اکسیژن بیوشیمیایی (BOD)، اکسیژن مورد نیاز شیمیایی، یا کربن آلی مقرون به صرفه نیست
- ازن بسیار تحریک کننده و احتمالاً سمی است، بنابراین گازهای خارج شده باید برای جلوگیری از در معرض قرار گرفتن کارگران مدیریت شده و یا از بین برود
برخی از کاربردهای ازن در صنایع مختلف:
- صنایع مواد غذایی
- تصفیه آب
- صنایع آبزی پروری
- صنایع کشاورزی
- خشکشویی ها
- صنایع تولید و بسته بندی آب آشامیدنی
- برج های خنک کننده
- صنایع خوراک دام و طیور
- صنعت دندان پزشکی
کاربرد ازن در صنایع مواد غذایی:
ازن یک جایگزین مناسب برای ترکیبات کلر در صنایع غذایی می باشد. دلیل این مزیت آن است زمانیکه ازن به رادیکال های آزاد تجزیه شده و پس از تجزیه کامل، از ازن هیچ جزء باقی ماندهای روی محصول غذایی باقی نمی ماند و محصول اصلی اکسیژن را آزاد می نماید. امروزه از ازن در شست و شوی انواع میوه مانند پرتقال، گریپ فرود و… استفاده می شود. همچنین بررسی ها نشان داده است که استفاده از گاز ازن می تواند جایگزین قابل قبولی براي اسید سوربیک در بسته بندي زیتون پرورده باشد. استفاده از ازون همانند روش های حرارتی و پاستوریزاسیون باعث ایجاد تغییر در مزه مواد غذایی نمی شود.
کاربرد ازن در صنایع کشاورزی:
در صنعت کشاورزی و انبارش ذرت به ویژه بلغور ذرت استفاده از ازناسیون روشی موثر, سریع و بی خطر برای کاهش آفلاتوکسین ها به ویژه آفلاتوکسین B1 در بلغور ذرت می باشد. استفاده از گاز ازن به طور چشمگیر و موثری جهت كاهش بار میکروبي و آفت آفلاتوکسین در انبارش و نگهداری محصولاتی مانند انواع ادويه، خرما، برنج، گندم، پسته و …. تاثیر گذار می باشد.
کاربرد ازن در صنعت خشکشویی:
ازن در صنعت خشکشویی نیز به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده و اکسید کننده استفاده می شود. استفاده از ازن در خشکشویی می تواند به طور موثر باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها و آلودگی های دیگر را از لباس ها و پارچه ها حذف کند. همچنین، ازن به طور موثر بوهای ناخوشایند و لکه های موجود روی لباس ها را نیز از بین میبرد. ازین روش استفاده می کنند تا لباس ها را تمیزتر و ضدعفونی کنند.
کاربرد ازن در صنایع تولید و بسته بندی آب آشامیدنی:
ازن در صنعت تولید و بسته بندی آب به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده و اکسید کننده مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از ازن در این صنعت به منظور حذف باکتری ها، ویروس ها، قارچ ها و سایر آلودگی های میکروبی از آب است. استفاده از ازن در تولید و بسته بندی آب مزایای زیادی دارد. ازن به طور کامل باکتری ها، ویروس ها و سایر آلودگی های میکروبی را از آب حذف می کند و به آب تمیز و ضدعفونی شده ایجاد میکند. همچنین، استفاده از ازن به طور معمول به میزان استفاده از مواد ضدعفونی کننده شیمیایی را کاهش می دهد و برای حفظ کیفیت و ایمنی آب مورد استفاده است.
کاربرد ازن در برج های خنک کننده:
ازن در برج های خنک کننده به عنوان یک ماده اکسید کننده و ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد. برج های خنک کننده در سیستم های تهویه مطبوع، صنایع تولیدی، نیروگاه ها و سایر برنامه های صنعتی استفاده می شوند تا حرارتی که در فرآیندها تولید می شود را به طور مؤثری دفع کنند. استفاده از ازن در این برجها میتواند به موارد زیر مربوط باشد:
1- ضد رسوب و ضد تشکیل جلبک: ازن به عنوان یک اکسید کننده قوی عمل می کند و میتواند رسوبات معدنی و جلبک هایی که ممکن است درون برج خنک کننده تشکیل شوند را به طور مؤثری از بین ببرد. این مواد آلوده می توانند به صورت رسوبات زنگ زدگی و فرسایش برج، باعث کاهش کارایی و عملکرد آن شوند.
2- ضد باکتری و میکروب کش: ازن به عنوان یک ضد عفونی کننده قوی عمل کرده و باکتری ها، ویروس ها و سایر میکروب ها را درون برج خنک کننده نابود می کند. این کارکرد ضدعفونی ازن می تواند به کنترل رشد میکروب ها و جلوگیری از ایجاد عفونت ها و بیماری ها کمک کند.
3- کاهش استفاده از مواد شیمیایی: با استفاده از ازن به عنوان یک روش ضدعفونی، نیاز به استفاده از مواد شیمیایی ضد عفونی کننده مانند کلر در برج خنک کننده کاهش مییابد. این میتواند به کاهش آلودگی آب و محیط زیست و بهبود کیفیت آب کمک کند.
4- کنترل بو و بوی ناخوشایند: استفاده از ازن می تواند به کاهش بوی ناخوشایند و طعم غیرمطلوبی که ممکن است در برج خنک کننده وجود داشته باشد، کمک کند. ازن از طریق اکسیداسیون ترکیبات آلی موجود در آب، کاهش بو و بوی ناخوشایند را بهبود میبخشد.
5- بهبود کارایی برج خنک کننده: بازدهی و کارایی برج خنک کننده می تواند با استفاده از ازن بهبود یابد.
کاربرد ازن در صنایع آبزی پروری:
ازن به علت داشتن نيمه عمر و عاری بودن از عوارض سو زیست محیطی، به عنوان یکی از مطلوب ترین مواد گندزدا و کنترل کننده قارچ در آبزی پروری شناخته می شود. برای مثال از گاز ازن می توان در خوراک سیت آرتمیا و در نتیجه تخم گشایی سیستهای آرتمیا و ضدعفونی سیستها استفاده نمود. همچنین ازن تفریخ بهتری را برای سیستهای آرتمیا به دنبال می آورد. گاز ازوزن را می توان جهت تيمار فيزيکی در ميزان تخم گشايی تخم تاسماهي ايراني بکار برد.
کاربرد ازن در صنایع خوراک دام و طیور:
طبق تحقیقات انجام شده عمل آوری پودر پر خوراک دام با استفاده از گاز ازن سبب افزایش تجزیه پذیری ماده خشک و ارزش تغذیه ای آن می شود.
کاربرد ازن در دامداری:
ازن (Ozone) در گاوداری های شیری به عنوان یک ضدعفونی کننده قدرتمند و سازگار با محیط زیست برای پیشگیری و کمک به درمان ورم پستان (Mastitis) کاربرد دارد. این گاز که با عبور جریان الکتریکی از اکسیژن تولید می شود، به دو شکل اصلی استفاده می گردد: آب ازن دار (Trioxygen) برای شستشوی پوست پستان قبل و پس از دوشش که در مطالعات علمی اثربخشی آن در حذف کامل باکتری هایی مانند استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی از پوست پستان تأیید شده است، و همچنین روغن زیتون ازن دار شده (Ozonated Olive Oil) که به داخل کارتیه پستان تزریق می شود و به عنوان یک روش درمانی جایگزین برای موارد خفیف تا متوسط ماستیت بالینی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج امیدوارکننده ای داشته است. تحقیقات نشان دادهاند که استفاده از آب ازن دار می تواند میزان آلودگی میکروبی پستان را به طور قابل توجهی کاهش داده و خطر عفونت را پایین بیاورد. مزیت اصلی ازن نسبت به مواد شیمیایی مرسوم، تجزیه شدن سریع آن به اکسیژن بدون بر جای گذاشتن هیچ گونه residue (پسماند) سمی است که برای سلامت گاو، شیر و محیط زیست بسیار مفید میباشد.
دستگاه ازن ژنراتو
قیمت ازن ژنراتور
قیمت نهایی یک ژنراتور ازن، چه برای مصارف خانگی و چه صنعتی، به ترکیبی از عوامل فنی و مهندسی بستگی دارد. مهمترین این عوامل در قیمت ازن ژنراتور را به صورت خلاصه مشاهده می کنید:
1- ظرفیت تولید ازن
2- فناوری منبع تغذیه (هوا یا اکسیژن)
3- کیفیت تکنولوژی تولید ازن
4- سیستم خنک کاری
5- سیستم های ایمنی و اتوماسیون
از آنجا که ازن در غلظت های بالا می تواند مشکلاتی برای سلامتی ایجاد کند طراحی و ساخت آن بایستی توسط متخصصین با تجربه انجام پذیرد. طراحی و میزان غلظت استفاده از ازن به نوع محل استفاده (تصفیه آب یا فاضلاب یا محیط) بستگی دارد. مقدار استفاده از ازن جهت تصفیه فاضلاب های بهداشتی و یا صنعتی با توجه به نوع صنعت متفاوت می باشد.
شرکت کیمیا زیست در زمینه طراحی، ساخت و اجرای انواع ازن ژنراتور فعال بوده و با توجه به نیاز پروژه و کارفرمای محترم اقدام به طراحی و ساخت می نماید.
جهت مشاوره با کارشناسان شرکت کیمیا زیست در تماس باشید.
