ازن زن

دستگاه تزریق و یا تولید ازن چیست؟

دستگاه ازن زن یا دستگاه ازن ژنراتور یکی از سیستم های نوین در ضد عفونی ، گندزدایی و اکسیداسیون آب ، فاضلاب و هوا می باشد که استفاده از آن در صنعت تصفیه آب در حال گسترش است.

دستگاه ازن ساز هوا یا اکسیژن را به گاز ازن تبدیل می کند که این گاز به عنوان یک ضدعفونی کننده و اکسید کننده قوی عمل می نماید. دستگاه ازن ژنراتور توانایی بالاتری در ضدعفونی کردن نسبت به کلر و اشعه فرابنفش را فراهم می آورد اما هزینه سرمایه گذاری ، تعمیر و نگهداری آن بالاتر می باشد.

ازن چیست

یک ماده شیمیایی با نماد O3 است که از ۳ اتم اکسیژن تشکیل شده است. این ماده یا به صورت طبیعی وجود دارد و یا توسط دستگاه ازن ساز تولید می شود.

نحوه تولید ازن توسط دستگاه ازن ساز

روش های مختلف تولید این گاز در دستگاه ازن ژنراتور به شرح زیر می باشد :

تخلیه الکتریکی یا تخلیه کورونا Electrical Discharge : در بسیاری از ازن ژنراتورهای تجاری از سایز کوچک با ظرفیت ۰/۵ گرم در روز تا ۵۰ کیلوگرم در ساعت از این فرایند استفاده می شود.

فتوشیمیایی Photo chemically یا UV : در این روش از لامپ UV جهت تولید ازن استفاده می شود که البته روشی به صرفه و اقتصادی نمی باشد.

برق کافتی یا الکترولیز اسید Electrolytically : این متد روشی ساده برای تولید این گاز می باشد اما به ندرت برای تولید ازن در تصفیه آب استفاده می گردد.

میزان سمیت ازن

اوزن برای گیاهان و حیوانات با غلظت بالاتر از ۰.۱ ppm سمی است. ازون می تواند باعث تحریک بینی و گلو و حالت تهوع در انسان شود. حداکثر میزان مجاز ازن در اکثر کشورهای اروپایی ۰.۱۰۰ ppm در لحاظ می شود.

فرایند اکسیداسیون توسط دستگاه تولید ازن

ازن یک اکسید کننده بسیار قوی است. مکانیسم های ضد عفونی کننده دستگاه ازن ساز به شرح زیر است.

اکسیداسیون مستقیم یا تخریب دیواره سلولی به وسیله تراوش اجزای سلولی به خارج از آن

واکنش با رادیکال های حاصل از تجزیه ازن

آسیب به اجزای اسید نوکلوئیک ها

شکستن پیوندهای کربن-نیتروژن که منجر به دیپلیمریزاسیون می شود.

دستگاه ازن ژنراتور در تصفیه بو و کنترل بو

علاوه بر ضدعفونی کردن ، استفاده دیگر دستگاه ازن ژنراتور در تصفیه هوا و تصفیه و کنترل بو می­ باشد.

دستگاه هواساز – کمپرسور هوا یا دستگاه اکسیژن ساز – سیستم تهیه گاز ورودی جهت دستگاه ازن زن

سیستم تهیه گاز ورودی باید هوا یا اکسیژن خشک و تمیز را وارد سیستم کند. هوا و یا اکسیژن خالص به عنوان منبع گاز ازن مورد استفاده قرار می گیرد و به میزان جریان تنظیم شده به ژنراتور ازن منتقل می ­شود. سیستم های تهیه و تغذیه گاز ورودی به دو دسته تقسیم بندی می شوند :

استفاده از اکسیژن مایع Liquid Oxygen Storage یا LOX : سیستم هایی که از اکسیژن مایع استفاده می کنند نسبتا ساده هستند و شامل چند مخزن ، یک تبخیر کننده که مایع را به گاز تبدیل می کند و فیلتر هایی برای جدا کردن نا خالصی های اکسیژن هستند. به علت ذخیره ی اکسیژن در محل مسایل مربوط به ایمنی اهمیت دارد. نیاز به تجهیزات کمتری دارد. اجرا ، تعمیرات و نگهداری آسانی دارد. برای دستگاه ازن ساز کوچک و متوسط مناسب است. می تواند اکسیژن اضافی را ذخیره کند.

 

روش برودتی سرمایش یا سرد سازی کرایوژنیک Cryogenic Oxygen Generation : نسبت به روش استفاده از LOX  پیچیده تر است. نیاز به تجهیزات کنترل گاز بزرگی دارد. نگهداری و تعمیرات پیچیده دارد. برای دستگاه ازن ژنراتور بزرگ تر مناسب است.

 

روش PSA یا Pressure Swing Adsorption : روشی است که به موجب آن یک غربالگر مولکولی مخصوص تحت فشار به صورت انتخابی نیتروژن ،کربن دی اکسید ، بخارات هوا و هیدرو کربن را جذب می کند و گازی غنی از اکسیژن ۸۰ تا ۹۰ درصد تولید می کند.

 

استفاده از هوا : این سیستم ها تقریبا پیچیده هستند زیرا هوا باید طوری کنترل شود که از آسیب رساندن به دستگاه ازن ژنراتور جلوگیری کند. هوا باید تمیز ، عاری از آلودگی و خشک باشد و حداکثر نقطه شبنم آن ۶۰- درجه ی سانتی گراد باشد. این سیستم ها معمولا شامل کمپرسور هوا ،  فیلتر ، خشک کن و رگلاتور فشار هستند. ذرات بزرگتر از یک میکرون و قطرات روغن بزرگتر از ۰/۰۵ میکرون باید با فیلتراسیون حذف شوند. اگر درگاز ورودی هیدروکربن موجود باشد باید از کربن فعال گرانولی در ادامه استفاده کنیم.

 

حذف رطوبت می تواند با فشرده سازی و یا سردکردن حاصل شود هم چنین مواد خشک کننده desiccant dryers که رطوبت را از هوا خارج می کنند برای تمام این سیستم ها مورد نیاز هستند. مواد کوچک و بزرگ و رطوبت باعث جرقه شده که به دیاالکتریک های ازن ساز آسیب می رساند.

 

در این روش از کمپرسورهای روتاری لوب ، سانتریفیوژ ، روتاری اسکرو ، پره ای ، حلقه روغنی و کمپرسور رفت و برگشتی می توان استفاده نمود. کمپرسور جا به جایی مثبت و حلقه روغنی رایج ترین نوع کمپرسور ها در این سیستم ها هستند. در سیستم های جدید کمپرسور های بدون روغن برای جلوگیری از ورود هیدرو کربن ها به هوای ورودی به سیستم ازن ساز استفاده می شوند. این سیستم ها به ازای حجم ازن تولیدی انرژی زیادی نیاز دارد. به تجهیزات کنترل گاز وسیعی نیاز دارد. حداکثر غلظت اوزن تولیدی در آن ها ۳ تا ۵ درصد است.

شیلنگ هدایت کننده ازن به بیرون دستگاه ازن زن

تایمر تنظیم کننده مدت زمان تزریق ازن

دکمه خاموش و روشن

شیر تنظیم میزان تزریق ازن

لوازم جانبی ازن ساز

 

پس از ساخت ازن ژنراتور در کنار محصول نهایی تجهیزات جانبی نیز ارائه می شود که شامل موارد زیر می باشد.

 

میکسر استونی ازن

لوله سیلیکون انتقال ازن

مخزن ذخیره سازی موقت ازن

کیت تست ازن

دیفیوز یا پخش کننده هوا

پمپ چرخش هوا

انژکتور های ونتوری (ونچوری)

میکسر استونی ازن

میکسر استونی اوزون

لوله سیلیکونی انتقال ازن

لوله سیلیکونی ازن ژنراتور

مخزن ذخیره سازی موقت ازن

مخزن موقت ذخیره ازن

کیت تست ازن زن

این کیت حاوی یک دستگاه اندازه گیری و سنجش رنگ است که شامل درجه بندی رنگی در ۱۰ شکاف مربوط به غلظت ماده مورد آزمایش (با واحد PPM) است.

کیت تست آب ازن ساز

دیفیوز یا پخش کننده هوا

دیفیوزر ازن

پمپ چرخش هوا

پمپ چرخش هوا

انژکتور ونتوری (ونچوری)

انژکتور های ونتوری با فشار آب و از طریق بدنه مخروطی شکل کار می کنند که باعث ایجاد فشار بین پورت های ورودی و خروجی دیفرانسیل می شود.

انژکتور ونتوری ازن

روش های تزریق ازن به آب در ازن زن

ازن به عنوان یک گاز ناپایدار، باید در چرخه فرایند گندزدایی، پاکسازی و ضدعفونی میکروبی به داخل آب که یک عنصر مایع است وارد شود تا فرآیند اکسیداسیون را به خوبی انجام دهد. دو روش برای تزریق ازن به آب وجود دارد:

 

با استفاده از دیفیوزر (هوا ساز)

دیفیوزر (هواساز) ازن

 

یکی از متداول ترین و قدیمی ترین روش های تزریق ازن استفاده از دیفیوزر (هوا ساز) یا سنگ حباب ساز است. در این روش تزریق، ازن از زیر یک ستون بلند آب به وسیله سنگ حباب ساز یا لوله ای که چند سوراخ روی آن وجود دارد وارد آب می شود.

 

نکته بسیار مهم در زمان استفاده از دیفیوزر سنگ هوا، ارتفاع ستون آب است که باید بین 6 تا 10 متر باشد. استفاده از حباب ساز آسان است اما با گذر زمان دستگاه جرم می گیرد و سوراخ های سطح آن بسته شده و در نتیجه پس از مدتی باید تعویض شود.

 

با استفاده از انژکتور ونتوری (ونچوری)

انژکتور ونتوری

 

ساز و کار ونتوری (ونچوری) برای تزریق گاز ازن به آب مکش و تزریق است، که در زمان عبور جریان آب از داخل اریفیس انجام می شود. عبور جریان آب در داخل اریفیس باعث ایجاد اختلاف فشار بین ورودی و خروجی و به تبع آن ایجاد مکش برای گاز ازن ورودی می شود. استفاده از یک بوستر پمپ برای تامین فشار بالای جریان داخل ونچوری (ونتوری) متداول است و باعث توان بیشتر انژکتور می شود.

 

شکل زیر محل فراگیری ونچوری را در سیستم لوله کشی تزریق گاز ازن نشان می دهد:

سیستم لولکه کشی تزریق ازن

تفاوت های ونتوری و دیفیوزر

درصد حل شدن گاز ازن در آب با ونتوری بین 50 تا 70 درصد است که با استفاده از ونتوری بوستر پمپ تا 98 درصد نیز می رسد.

در ونتوری با گذر زمان شاهد افت راندمان تزریق نخواهیم بود.

کاهش تزریق اکسیژن و هوا در انژکتور ونتوری نسبت به دیفیوزر چشم گیر است.

ازن ژنراتور به عنوان ضد عفونی کننده

 

قوانین موجود در ایران از قوانین اروپایی الگو برداری شده است و مربوط به سالیان گذشته می باشد، در صورتی که قوانین امروز کشور های پیشرفته نظیر کانادا، استفاده از کلر به تنهایی را ممنوع کرده است و در آلمان که از اولین تبیین کننده های مجموعه های استاندارد برای کیفیت آب آشامیدنی و استخر در سراسر جهان است، سیستم های ازن هستند که به عنوان ضد عفونی کننده برتر انتخاب شده اند زیرا به طور متوسط، بدن انسان در حدود نیم لیتر از آب استخر را در هر ساعت جذب می کند در صورت وجود کلر در آب استخر، محصولات سرطانزا تولید می شود (تری هالومتانها و آمینو اسید ها و ENMA ها) در صورتی که ازن ژنراتور و گاز ازن این گونه مواد را از بین می برد. لذا بهترین استخر ها در کشور های پیشرفته، کیفیت آب خود را با استاندارد های آب آشامیدنی منطبق کرده و از ازن نیز استفاده می کنند.

مزایای استفاده از ازن زن به عنوان ضد عفونی کننده

 

ازن، باکتری ها و ویروس ها و تک یاخته هایی مانند ژیاردیا لامیلیا و ارگانیسم های کریتوسپوریدیوم که باعث اسهال شدید می شوند و کلر قادر به حذف آن ها نیست را از بین می برد. با حل شدن 0.05 میلی گرم ازن در یک لیتر یا بالاتر، از کشته شدن تمام باکتری ها، ویروس ها و قارچ ها مطمئن می شوید.

گاز های متصاعد شده در اثر تزریق کلر مولد آسم می باشد.

با تزریق ازن گاز های خورنده زیر ساخت استخر خنثی می شوند.

از بین بردن بوی کلر توسط ازن در استخر می تواند منجر به کاهش مصرف انرژی در اثر کاهش زمان روشن بودن فن ها گردد.

استفاده از ازن ژنراتور باعث افزایش عمر مفید فیلتر ها می گردد.

شواهد پزشکی نشان می دهد که قرار گرفتن مواد شیمیایی مانند کلر و مشتقات آن و کلرامین ها و یا کلروفرم باعث آسیب به اپیتلیوم های تنفسی و ورم غشاء مخاطی مجاری تنفسی و ریه می گردد که هر دو مورد با واکنش های التهابی شدید همراه است که در صورت استفاده از ازن شاهد اینچنین مسائلی نخواهید بود.

ازن بر خلاف کلر میزان PH آب را تغییر نمی دهد و در نتیجه نیازی به تزریق مواد شیمیایی تعدیل کننده اسیدیته آب ندارد.

ازن در محل تولید می شود و به ذخیره سازی و حمل و نقل نیاز ندارد.

ازن استفاده نشده به اکسیژن تبدیل می شود و باعث رسیدن اکسیژن به نقطه اشباع طبیعی آب می گردد. این امر باعث تمیز تر شدن، درخشانتر شدن و شفاف تر شدن آب استخر می شود.

مقایسه ازن ژنراتور و پکیج تزریق کلر در استخر

 

توانایی اکسیداسیون ازن از کلر 50 درصد بیشتر است.

فرآیند میکروب زدایی گاز ازن 3125 برابر سریع تر از کلر است.

ویروس زدایی گاز ازن 600 تا 1000 برابر سریع تر از کلر است.

ازن حتی در دوز تزریق کم قدرت آنتی باکتریال بیشتری نسبت به کلر دارد.

اکسیداسیون مواد معدنی مانند آهن، منگنز، نیتریت ها و سولفید ها و انعقاد جامدات با استفاده از ازن ژنراتور

به دلیل تجزیه شدن ازن، هیچ گونه ماده اضافی بعد از فرایند ازناسیون باقی نمی ماند.

جلوگیری از انتقال بیماری ها در آب مانند: حصبه، وبا، هپاتیت، بیماری های پوستی با استفاده از ازن ساز استخر

کاهش استفاده از مواد شیمیایی تا 80 الی 90 درصد در ازن ژنراتور

خنثی کردن مزه، رنگ و بوی نامطبوع آب

کاهش مصرف آب به علت افزایش کیفیت آب با استفاده از ازن ژنراتور استخر