کاربرد ازن ( ازن ساز) در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته AOP

يكي از فناوری هاي نوین در زمینه تصفیه آب و فاضلاب، فرآيندهاي اكسيداسيون پيشرفته AOPsاست. سیستم‌های اکسیداسیون پیشرفته  به عنوان يك فناوری کارآمد و كليدي براي آينده از آخرين سال هاي قرن بيستم در جهان مورد توجه خاص قرار گرفته است.

فرآيندهاي اکسيداسيون پيشرفته که از دهه 1970 شناخته شده، به فرآيندهایی اطلاق مي‌گردد که مکانيسم شيميايي واکنش آن‌ها بر پايه توليد ترکيب واسطه و بسيار واکنش پذير راديکال هيدروکسيل OH•  است که به عنوان آغازگر واکنش‌های زنجيره‌اي بيشترين کارایي را در اکسيداسيون ترکيبات آلي دارد. راديکال‌هاي آزاد ازن یا اکسیژن فعال (,O₂• H₂O• و H₂O₂ ) نيز در انجام اکسيداسيون دخالت دارند، ولي اين راديکال‌ها نسبت به راديکال هيدروکسيل، قدرت اکسيدکنندگي ضعيفتري دارند. ثابت سرعت اين راديکال‌ها صد تا يك ميليون برابر بزرگتر ازو ثابت سرعت اكسيدكننده‌هاي معمولي است و مي‌توانند اكثر تركیبات آلي مقاوم در برابر اكسيداسيون را از بين ببرند. راديكال‌هاي فعال هيدروكسيل تشكيل شده به مولكول‌ها حمله كرده و سبب تخريب و تجزيه مولكول‌ها به مولكول‌هاي ساده‌تر مي‌شوند. اين فرآيند همچنان تكرار مي‌شود تا اين كه آلودگی‌های موجود به كمترين ميزان برسد.

در فرآيندهاي اکسيداسيون، امکان توليد راديکال هيدروکسيل به روش‌هاي مختلف وجود دارد که مي‌توان آن‌ها را به دو گروه فتوشيميايي و غيرفتوشيميايي دسته‌بندي نمود. در بخش روش‌هاي غيرفتوشيميايي پنج روش براي توليد راديكال هيدروكسيل بدون استفاده از انرژي نوری شناخته شده است. در دو روش از این پنج روش، از ازن به عنوان اکسیدکننده استفاده می‌شود و روش سوم نيز بر مبنای استفاده از يون فرو  ( آهن دوبار مثبت)  به عنوان كاتاليست و روش چهارم که نوپاتر از روش‌های قبلی بوده براساس سیستم‌های آندی و کاتدی استوار مي‌باشد. این  پنج روش عبارتند از: 1- ازناسيون 2- ترکیب ازن و پراكسيدهيدورژن O₃-H₂O₂ 3- ترکیب ازن و کاتالیست O₃-CAT 4-سیستم فنتون H₂O₂– Fe⁺²5-سیستم آندی–کاتدی.

از آنجا که رادیکال هیدروکسیل و به همین ترتیب ملوکول ازن و اکسیژن نوزاد، ترکیباتی ناپایدار، واکنش‌پذیر و غیر انتخابی هستند که سریعا با ترکیبات آلی واکنش می‌دهند باید در محل مصرف،  تولید شوند که در خصوص ازن این فرآیند توسط ازن ژنراتور ها صورت می‌گیرد.

بعضی از مواقع اکسیداسیون متداول ترکیبات آلی توسط ازن یا پراکسید هیدروژن به طور کامل منجر به تشکیل آب و دی اکسید کربن نمی‌شود. گاهی نیز مشاهده شده که محصولات واسط تولید شده و باقی مانده در محلول، ممکن است سمی یا حتی سمی‌تر از ترکیبات اولیه باشند و می‌بایست قبل از انتخاب فرآیند اکسیداسیون یا ازن زنی ، آنالیز کاملی از این موضوع صورت پذیرد و ترکیبات مختلف حاصل از ازن یا هیدروکسیل مورد تحقیق واقع شوند.

عملکرد واکنش‌های اکسیداسیون همانند تخریب اکسایشی ترکیبات آزاد منجر به تشکیل ازن غیرپیوندی یا پراکسید هیدروژن می‌شود که می‌تواند با تابش نور فرابنفش UV تکمیل شود. ماکزیمم تابش اثر بخش لامپ‌های UV برای فتولیز ازن در حدود 254 نانومتر است. بسیاری از آلاینده‌های آلی دارای قدرت جذب انرژی پرتوفرابنفش در محدوده 300-200 نانومتر هستند که این امر ناشی از فتولیز مستقیم یا برانگیخته شدن و واکنش‌پذیری بیشتر با اکسیدکننده‌های شیمیایی می‌باشد.

روش‌های فتوشیمیایی عبارتند از:

1-O₃-UV

2- H₂O₂-UV

3- H₂O₂-O₃-UV

4-سیستم‌های فتوفنتون/شبه فنتون

5- اکسیداسیون فوتوکاتالیست

در انتها ذکر این نکته ضروری است که یکی از کلیدی ترین مراحل استفاده از این فرایندها انتخاب مناسب ازن ژنراتور (ozone generator) و ازن ساز و یا هر اکسیدکننده دیگری با در نظر گرفتن شرایط محیط تزریق می‌باشد.

شرکت آردا با حدود 20 سال تجربه در استفاده از گاز اوزون و ازن ژنراتور ها در فرآیندهای مختلف تصفیه آب و فاضلاب افتخار تولید کامل دستگاه های ازن ساز در داخل ایران را دارد.

در این راستا کارشناسان شرکت آردا آمادگی ارائه خدمات مشاوره به شرکتهای همکار و همکاران گرامی را دارند.