کاربرد ازن ( ازن ساز) در فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته AOP

یکی از فناوری های نوین در زمینه تصفیه آب و فاضلاب، فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته AOPsاست. سیستم‌های اکسیداسیون پیشرفته  به عنوان یک فناوری کارآمد و کلیدی برای آینده از آخرین سال های قرن بیستم در جهان مورد توجه خاص قرار گرفته است.

فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته که از دهه ۱۹۷۰ شناخته شده، به فرآیندهایی اطلاق می‌گردد که مکانیسم شیمیایی واکنش آن‌ها بر پایه تولید ترکیب واسطه و بسیار واکنش پذیر رادیکال هیدروکسیل OH•  است که به عنوان آغازگر واکنش‌های زنجیره‌ای بیشترین کارایی را در اکسیداسیون ترکیبات آلی دارد. رادیکال‌های آزاد ازن یا اکسیژن فعال (,O_۲• H_۲O• و H_۲O_۲ ) نیز در انجام اکسیداسیون دخالت دارند، ولی این رادیکال‌ها نسبت به رادیکال هیدروکسیل، قدرت اکسیدکنندگی ضعیفتری دارند. ثابت سرعت این رادیکال‌ها صد تا یک میلیون برابر بزرگتر ازو ثابت سرعت اکسیدکننده‌های معمولی است و می‌توانند اکثر ترکیبات آلی مقاوم در برابر اکسیداسیون را از بین ببرند. رادیکال‌های فعال هیدروکسیل تشکیل شده به مولکول‌ها حمله کرده و سبب تخریب و تجزیه مولکول‌ها به مولکول‌های ساده‌تر می‌شوند. این فرآیند همچنان تکرار می‌شود تا این که آلودگی‌های موجود به کمترین میزان برسد.

در فرآیندهای اکسیداسیون، امکان تولید رادیکال هیدروکسیل به روش‌های مختلف وجود دارد که می‌توان آن‌ها را به دو گروه فتوشیمیایی و غیرفتوشیمیایی دسته‌بندی نمود. در بخش روش‌های غیرفتوشیمیایی پنج روش برای تولید رادیکال هیدروکسیل بدون استفاده از انرژی نوری شناخته شده است. در دو روش از این پنج روش، از ازن به عنوان اکسیدکننده استفاده می‌شود و روش سوم نیز بر مبنای استفاده از یون فرو  ( آهن دوبار مثبت)  به عنوان کاتالیست و روش چهارم که نوپاتر از روش‌های قبلی بوده براساس سیستم‌های آندی و کاتدی استوار می‌باشد. این  پنج روش عبارتند از: ۱- ازناسیون ۲- ترکیب ازن و پراکسیدهیدورژن O_۳-H_۲O_۲ ۳- ترکیب ازن و کاتالیست O_۳-CAT 4-سیستم فنتون H_۲O_۲– Fe^+۲۵-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 ۲۵۴ نانومتر است. بسیاری از آلاینده‌های آلی دارای قدرت جذب انرژی پرتوفرابنفش در محدوده ۳۰۰-۲۰۰ نانومتر هستند که این امر ناشی از فتولیز مستقیم یا برانگیخته شدن و واکنش‌پذیری بیشتر با اکسیدکننده‌های شیمیایی می‌باشد.

روش‌های فتوشیمیایی عبارتند از:

۱-O_۳-UV

۲- H_۲O_۲-UV

۳- H_۲O_۲-O_۳-UV

۴-سیستم‌های فتوفنتون/شبه فنتون

۵- 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 ۲۰ 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.