روشهای محاسبه غلظت خروجی دستگاه‌های ازن ساز

۱-  خروجی دستگاه‌های ازن ساز بر حسب گرم در ساعت و ورود اکسیژن به میزان مشخص می‌باشد و بر اساس نوع و میزان ورودی به دستگاه و شرایط فیزیکی  اکسیژن یا هوای ورودی به دستگاه ازن ساز محاسبه می‌شود و نحوه محاسبه آن با فرض ورود اکسیژن به دستگاه ازن ژنراتور با استفاده از رابطه زیر می‌باشد:

Ozone Output (g/hr) =(( LPM x 0.001) x 60) x(14.3 x % by weight)

درصورتیکه ورودی دستگاه ازن ساز توسط هوای خشک تامین شود، رابطه مذکور به صورت زیر تغییر میکند:

Ozone Output (g/hr) =(( LPM x 0.001) x 60) x(12.8 x % by weight)

که درصد وزنی موجود در این رابطه‌ها توسط دستگاه جذب با اشعه ماوراء بنفش محاسبه می‌شود. لازم به ذکر است دستگاه جذب با اشعه ماوراء بنفش، تجهیزی گرانقیمت بوده و شرکتهای محدودی در ایران دارای این ابزار دقیق می‌باشند.

۲- عملکرد دستگاه‌های ازن ژتراتور با شرایط محیطی نظیر نقطه شبنم هوای ورودی، دمای هوای ورودی و مقدار اکسیژن در ازن ژنراتور رابطه دارد.

۳- همانگونه که در روابط فوق مشخص است، برای یک دستگاه ازن ژنراتور مشخص، در صورت کاهش دبی هوای ورودی، غلظت خروجی افزایش می‌یابد و مقایسه دستگاه‌ها براساس دستگاه‌های ازن ساز با مکانیزم بار الکتریکی (corona discharge) مقایسه‌ای غیرفنی و اشتباه می‌باشد.  لازم به ذکر است نقطه بهینه تولید جرقه، می‌بایست بر اساس فرکانس و اختلاف ولتاژ تولیدی می‌باشد و تاثیر این موضوع در مرحله اول در بهینه سازی مصرف انرژی یا راندمان دستگاه ازن ژنراتور می‌باشد.

در طی بهره برداری سیستم ازن زنی، آنالیز از در فاز مایع و گاز به منظور تعیین میزان تزریق ازن مصرفی، پایش راندمان  انتقال ازن( برای گندزدایی اولیه( و غلظت ازن باقی مانده، ضروری است. جریان گاز خروجی از ژنراتور ازن برایمحاسبه میزان تزریق ازن مصرفی، پایش و کنترل می شود. گاز خروجی از مخزن تماس ازن برای تعیین میزان ازن انتقالی به فاز مایع در مخزن تماس به منظور محاسبه راندمان ازن انتقالی پایش و کنترل می­شود. آب گندزدایی شده خروجی از مخزن تماس ازن برای ازن باقی مانده به منظور اطمینان از مقادیر غلظت-زمان به دست آمده پایش می شود.

علاوه بر این، هوای محیط در سالن تولید و انتقال ازن و واحد تخریب کننده گاز ازن خروجی مازاد از آب، به منظور حفاظت کارگران در بروز حوادث نشتی و یا خرابی سیستم تخریب کننده باید از نظر غلظت ازن، کنترل و پایش شود.

• پایش ازن در فاز گازی

مکان ها و نقاطی در تاسیسات تصفیه به وسیله ازن که در آن ازن در فاز گاز پایش و کنترل می شود، عبارتند از:

-خروجی ژنراتور(مولد) گاز ازن

– هوای محیط اطراف تجهیزات ازن زنی و فرایند مربوط

روش های تحلیلی برای پایش و کنترل ازن در فاز گازی، عبارت است از:

-جذب پرتو فرابنفش

– روش های یدومتری

– نورتابی شیمیایی

– تیتراسیون در فاز گازی

جذب پرتو فرابنفش

گاز ازن نور را در ناحیه طول موج کوتاه فرابنفش با حداکثر جذب در طول موج ۷/۲۵۳ نانومتر جذب می کند. ابزار دقیق برای اندازه گیری ازن توسط جذب پرتو فرابنفش توسط سازندگان مختلف برای غلظت های ازن کمتر از ۵/۰ میلی گرم در لیتر عرضه می­شود. به طور کلی، این ابزارها میزان جذب نور را در حضور و عدم حضور ازن اندازه گیری می کنند.

۲– روش یدومتری

روش یدومتری برای تمام محدوده های غلظت ازن موجود در تصفیه خانه های آب استفاده می­شود. این روش شامل اندازه گیری ازن به طور مستقیم از ژنراتور و ازن به عنوان فاز جداشده از محلول آّبی است. برای روش یادومتری، هوای حاوی ازن به یک محلول آبی حاوی یدید پتاسیم اضافه می­شود. تمام مواد اکسیدکننده دیگر به عنوان عامل تداخلی برای یدومتری عمل می­کنند. همچنین اکسید نیتروژن (که ممکن است هنگام تولید ازن در هوا وجود داشته باشد) به عنوان عامل تداخلی برای روش­های یدومتری عمل می­کند. اثرات اکسید نیتروژن ممکن است با عبور گاز حاوی ازن حاوی ازن از طریق جاذب­های سطحی مانند پرمنگنات پتاسیم که مخصوص گازهای اکسید نیتروژن هستند، حذف شوند. با این وجود، هیچ روش یدومتری برای  تعیین ازن در محلول به دلیل نامطئن بودن روش، توصیه نمی­شود.

۳- نورتابی شیمیایی

برای تعیین غلظت­های پایین ازن در فاز گازی، می­توان از روش­های نورتابی شیمیایی بهره برد. یکی از رایج­ترین روش­های نورتابی شیمیایی اتیلن است. ازن در فاز گازی می­تواند با استفاده از واکنش شیمیایی بین اتیلن و ازن اندازه­گیری شود. این روش مخصوص ازن است و برای اندازه­گیری ازن در هوای محیط بسیار مناسب است. ابزار دقیق نورتابی شیمیایی برای کنترل و پایش غلظت­های ازن محیط در محدوده ۰ – ۵/۰ و یا ۰ – ۰/۱ میلی­گرم در لیتر حجمی است. با کالیبراسیون منظم، این نوع وسیله قادر به ارائه تجزیه و تحلیل قابل اعتماد برای هر گونه ازن در هوای محیط تاسیسات ازن­زنی است.

یک گزینه دیگر علاوه بر نورتابی شیمیایی اتیلن، نورتابی شیمیایی رداماین /B اسید گالیک است که در آن از به کارگیری اتیلن اجتناب می­شود. این روش، جایگزین پیچیده­ تر و مشکل­تر از ابزارهای معمول نورتابی شایمیایی است. باتوجه قابلیت دسترسی وسیع پایش و کنترل نورتابی شیمیای اتیلن، پایش اتیلن ارجح بر پایش ردامین /B اسید گالیک در نظر گرفته شده است.

۴ – تیتراسیون فازی گازی

دو روش تیتراسیون فاز گازی به عنوان روش­های کالیبراسیون ممکن برای آنالایزرها و کنترلرهای ازن محیط مورد مطالعه قرار گرفته است. طرز کار این روش­ها براساس تیتراسیون با اکسیدنیتریک و تیتراسیون برگشتی اکسید نیتریک اضافی است. طرز کار تیتراسیون فاز گازی، با جذب پرتو فرابنفش و یدومتری به عنوان روش­های کالیبراسیون برای نورتابی شیمیایی اتیلن آنالایزر ­های ازن هوای محیط مقایسه می­شود. به عنوان یک نتیجه از این مقایسه­ها جذب پرتوفرابنفش به عنوان روش کالیبراسیون برای آنالایزرهای ازن محیط مشخص شده است. بنابراین روش­های تیتراسیون فاز گازی برای استفاده در تاسیسات ازن­زنی توصیه نمی­شود.

پایش و کنترل ازن باقی مانده در فاز مایع

رو­ های متعددی برای پایش و کانترل ازن در محلول­های آبی وجود دارد و روش­های زیر برای تجزیه و تحلیال ازن باق­ی مانده توصیه می شود:

• رنک­سنجی ایندیگو
• روش اسید کروم بنفش
• بیس – (ترپیریدین) آهن دو ظرفیتی
• جداسازی از فاز مایع به فاز گازی

جدول (۳ – ۲) محدوده کاری، صحت و دقت مورد انتظار، سطح مهارت لازم متصدی، تداخل­ها، وضعیت فعلی برای روش­های تحلیلی ازن باقی­مانده در فاز گازی را نشان ­می­دهد.

جدول ۳ – ۲ مشخصات و مقایسه روش­های تحلیلی ازن باقی مانده

روش رنگ­سنجی ایندیگو

روش رنگ­سنجی ایندیگو، روش حساس، دقیق، سریع و برای ازن انتخاب پذیر­تر از روش­های دیگر است. دو روش رنگ­سنجی ایندیگو شامل نورسنجی (اسپکتروفتومتریک) و روش چشمی وجود دارد. بر ای روش اسپکتروفتومتریک حد پایین تشخیص ۲ میکروگرم در لیتر است. در حالی که برای طرز کار چشمی این حد تشخیص ۱۰ میکروگرم در لیتر است.

پراکسید هیدروژن، کلر، یون­های منگنز، محصولات تجزیه­ی ازن و محصولات ازن­زنی آلی تداخل کم­تری با روش رنگ­سنجی ایندیگو نسبت به سایر روش­های نشان می­دهند. با این حال پوشش کلر در حضور ازن باعث می­شود که روش ایندگو مشکل ساز باشد. در حضور اسید­هیپوبرومیک که در طی ازن­زنی آب­های حاوی یون برمید تشکیل می­شود اندازه­گیری صحیح با این روش نمی­تواند انجام شود.

روش ACVK

ACVK به آسانی توسط ازن رنگ بری می­شود که به عنوان پایه و اساسی برای طرز کار اسپکتروفتومتریک است. این روش برای اندازه­گیری ازن در حضور کلر به کار گرفته می­شود.

مزایای این روش عبارتند از:

• سهولت اجرا پایداری محلول واکنشگر رنگینه؛
• منحنی خطی کالیبراسیون در محدوده­ی ۰۵/ – ۰/۱ میلی گرم در لیتر ازن؛
• نبود ظاهری عوامل تداخلی از سطوح پایین منگنز، کلر یا کلر ترکیبی ( تا ۱۰ میلی گرم در لیتر)، پراکسید­های آلی و سایر محصولات اکسید ­کننده­ آلی.
• روش بیس – (ترپیریدین) آهن دو ظرفیتی

شرکت فنون آردا سبز  آمادگی خود را جهت کالیبراسیون دستگاه‌های  ازن ژنراتور  و ارائه اطلاعات فنی در این بخش اعلام می‌دارد.