استفاده از ازن در نیروگاهها

مدتهای مدیدی است كه در عملیات تصفیه آب از روش كلرزنی با هدف ضدعفونی كردن آب استفاده می‌شود. تحقیقات سالیان اخیر نشان داده است كه استفاده از كلر باعث ایجاد تركیبات تری هالومتان (THM) خواهد شد كه سرطان‌زا تشخیص داده شده‌اند.
كشورهای اروپایی جهت حل این مشكل سالیان درازی است كه از سیستم تولید و تزریق ازن برای این هدف استفاده می‌كنند. در آمریكا نیز در پی تصویب قوانین جدید در مورد میزان قابل قبول تركیب (THM) در آب آشامیدنی ، تصفیه‌خانه‌ها مجبور به بكارگیری سیستمهای جدیدتر و بویژه سیستم تولید و تزریق ازن شده‌اند به نحوی كه طی دهه ۱۹۹۰ تعداد تصفیه‌خانه‌های آب كه از سیستم ازن استفاده می‌كرده‌اند، از ۴۰ واحد به حدود ۲۶۰ واحد بالغ شد.
در كشور ما نیز تلاشهایی جهت استفاده از ازن در تصفیه‌خانه‌های آب صورت پذیرفته است كه در این بین می‌توان به تصفیه‌خانه‌های آب شهرهای همدان، اهواز و اصفهان اشاره كرد. البته سیستم ازن دارای كاربرد وسیعی در تصفیه آبهای بطری است چون باعث افزایش اعتماد به این گونه آبها خواهد شد. در ایران نیز برای اینگونه آبها از دستگاه ازن استفاده می‌شود.
قابل ذكر است كه در سطح جامعه مواردی وجود دارند كه نیاز به بازنگری به روشهای متداول تصفیه را پررنگ‌تر می‌كند:
▪ نیاز به بهبود استانداردهای آب با افزایش رفاه عمومی
▪ خطرناك بودن سیستمهای تزریق كلر موجود و احتمال انفجار كپسول‌های كلر
▪ انتشار بیماری‌های مختلف به دلیل آلودگی آبهای استخر، سونا، جكوزی و دیگر مراكز عمومی و تفریحی
▪ آلوده شدن منابع آب به انواع آلاینده‌های شیمیایی جدید كه به نوعی تا مدتی نیز امكان تشخیص آنها وجود ندارد و عموماً دارای اثرات خطرناك در درازمدت هستند.
در چند سال گذشته درگوشه و كنار كشور چندین حادثه ناگوار در ارتباط با كلر رخ داده است كه گویای ضعف شدید در ارتباط با شناخت، طراحی، اجرا و بهره‌بردازی و نیز عدم اهمیت‌دهی به مسایل ایمنی است.
علاوه بر مطلب فوق نیاز به یك ماده اكسیدكننده قویتر، تاسیسات آب و فاضلاب را به سوی ازن هدایت كرده است.
در تصفیه آب و فاضلاب شهری و صنعتی از ازن برای اهداف مختلفی استفاده می‌شود:
الف) ‌ضدعفونی كردن
ب) اكسیداسیون آلاینده‌های معدنی
ج) اكسیداسیون آلاینده‌های آلی با هدف حذف رنگ
د) ‌افزایش قابلیت تجزیه‌پذیری تركیبات آلی
ه) اكسیداسیون آلاینده‌های مولد طعم و بو از قبیل آلاینده‌های فنلی
و) ‌كنترل پیش‌سازهای محصولات جانبی حاصل از عملیات ضدعفونی (DBP)
ز) ‌كاهش میزان كلر موردنیاز
۱) شیمی ازن
ازن در دمای اتاق بصورت یك گاز وجود دارد. این گاز بدون رنگ بوده و دارای بوی تندی است كه در غلظت‌های ppmV ۰۵/۰ – ۰۲/۰ (كه كمتر از حد خطرناك برای سلامتی است)‌ به آسانی قابل تشخیص است. البته گاز ازن به تنهایی سمی و خورنده نیز هست.
در بین مواد شیمیایی مصرفی در تصفیه آب، ازن به عنوان یك اكسیدكننده قوی مطرح است و از این رو می‌تواند جهت اكسیداسیون تعداد زیادی از مواد آلی و معدنی موجود در آب مورد استفاده قرار گیرد. اساساً‌این تركیبات آلی و معدنی هستند كه مقدار نیاز به ازن را تعیین می‌كنند. ازن اندكی در آب محلول است یعنی در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد اگر آب با ازن (۱۰۰ درصد) در تماس قرار گیرد، حلالیت آن ۵۷۰ میلی‌گرم در لیتر است.
هر چند حلالیت ازن بیش از اكسیژن است ولی حلالیت كلر دوازده برابر ازن است. غلظت ازنی كه در تصفیه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد كمتر از ۱۴ درصد است كه این باعث محدودشدن انتقال جرم گاز ازن در آب می‌شود و بدین دلیل است كه غلظت ازن در آب بین كمتر از ۱/۰ میلی‌گرم در لیتر تا یك میلی‌گرم در لیتر در حال تغییر است . البته تحت شرایط بهینه به غلظت‌های بالاتر نیز می‌توان دست یافت.
تحقیقات پایه نشان داده است كه ازن حین تصفیه آب فوری از طریق یك مكانیزم پیچیده‌ای كه مربوط به تولید رادیكال‌های آزاد است، تجزیه می‌شود . این رادیكال‌های آزاد هیدركسیل، جز فعال‌ترین عوامل اكسیدكننده آب بشمار می‌روند و با سرعت واكنش M-۱S-۱۱۰۱۳-۱۰۱۰ با هیدروكربن‌های آرماتیك، تركیبات غیراشباع، الكل‌های آلیفاتیك و اسید فرمیك واكنش می‌كنند. از سوی دیگر قابل ذكر است كه نیمه عمر رادیكال‌های آزاد هیدركسیل در حدود میكروثانیه است و بنابراین غلظت این رادیكال‌ها به بیش از M ۱۲-۱۰نخواهد رسید.
ازن توسط یكی یا هر دو مكانیزم زیر با یك محلول واكنش می‌كند:
۱) ‌اكسیداسیون مستقیم تركیبات توسط ازن مولكولی
۲) اكسیداسیون تركیبات توسط رادیكال‌های آزاد هیدروكسیل كه طی تجزیه ازن تولید شده‌اند.
اصطلاحاً گفته می‌شود كه این دو مكانیزم برای یافتن مواد شیمیایی و اكسیدكردن آنها با هم رقابت می‌كنند. باید گفت كه اكسیداسیون مستقیم نسبتاً‌كند انجام می‌شود (در مقایسه با اكسیداسیون رادیكال‌های آزاد هیدركسیل).
ولی در عوض غلظت ازن محلول بیشتر از رادیكالهاست برعكس واكنش رادیكال هیدركسیل سریع است اما در شرایط معمول ازناسیون، غلظت آنها نسبتاً كم است.
یكی از تحقیقات انجام شده نشان داده است كه:
▪ تحت شرایط اسیدی مهمترین مكانیزم، اكسیداسیون مستقیم با ازن مولكولی است.
▪ در شرایط كه رادیكالهای هیدروكسیل تولید می‌شوند از قبیل زمانی كه ph زیاد است و یا در معرض UV قرار داشته و یا پراكسید هیدروژن اضافه شده است، اكسیداسیون با هیدركسیل از اهمیت بیشتری برخوردار است.
تجزیه سریع ازن طی چند مرحله انجام می‌شود. هر چند مكانیزم دقیق و نیز واكنش‌های مربوطه معلوم نیستند ولی مدلهایی برای بیان مكانیزم ارایه شده است. عقیده بر آن است كه رادیكالهای هیدروكسیل بعنوان یك محصول واسط در تجزیه ازن بدست می‌آیند و به ازای هر مول ازن ۵/۱ مول رادیكال آزاد هیدروكسیل حاصل می‌شود. رادیكال‌های آزاد هیدروكسیل در حضور تعداد زیادی از تركیبات موجود در آب از تجزیه ازن بدست می‌آیند.
برای محاسبه ازن موردنیاز بایستی موارد زیر را مورد توجه قرار داد:
▪ واكنش با مواد آلی طبیعی (NOM) موجود در آب – اكسداسیون NOM منجر به تشكیل آلدئیدها، اسیدهای آلی و آلدوكتو اسیدها می‌شود.
▪ محصولات جانبی حاصل از اكسیداسیون مواد – این محصولات جانبی معمولاً از تجزیه بیولوژیكی بدست می‌آیند و می‌توان مقدار آنها را از عوامل (AOC)
Assimilable Organic Carbon یا كربن آلی محصول قابل تجزیه بیولوژیكی (BDOC) بدست آورد.
▪ تركیبات آلی مصنوعی (SOCS) – اگر شرایط مساعد باشد برخی از تركیبات SOC می‌تواند اكسیده و مینرالیزه شود. جهت محصول به مینرالیزاسیون كامل باید اكسیداسیون با رادیكالهای هیدروكسیل، مكانیزم غالب باشد و مثالی از این نوع فرآیندهای پیشرفته اكسیداسیون است.
▪ اكسیداسیون یون برومید – اكسیداسیون یون برومید منجر به تشكیل اسید هیپوبرومو، یون هیپوبرومیت، یون برومات، مواد آلی برومینه و برومامین‌ها می‌شود (شكل ۲) .
▪معمولاً یون‌های بی‌كربنات و كربنات بصورت قلیاییت سنجیده می‌شوند. این یونها رادیكال‌های هیدروكسیل را تخلیه كرده و رادیكال‌های كربنات تشكیل می‌دهند. این واكنش‌ها در فرآیندهای پیشرفته اكسیداسیون كه مكانیزم اكسیداسیون رادیكالی، مكانیزم غالب است از اهمیت بسزایی برخوردار است.
۲) تولید ازن
از آنجایی كه ازن یك مولكول ناپایدار است باید آن را در محل مصرف در هنگام تصفیه آب، تولید كرد.
ازن معمولاً‌از تلفیق اتم اكسیژن با مولكول اكسیژن بدست می‌آید:
این واكنش گرماگیر بوده و نیازمند مقدار قابل توجهی انرژی است.
Schonbein برای اولین بار سنتز ازن را از طریق الكترولیز اسید سولفوریك، كشف كرد . هر چند ازن از چند طریق قابل تولید است ولی Corona Discharge روش غالب در صنعت تولید ازن است. البته ازن را می‌توان از تاباندن نور UV به گاز حاوی اكسیژن و نیز واكنش‌های الكترولیتی و یك سری تكنولوژی‌های دیگر بدست آورد.
گاهی Corona Discharge را بعنوان تخلیه الكتریكی بدون صدا(Silent Discharge) نیز می‌شناسند و در آن یك گاز حاوی اكسیژن از بین دو الكترود كه با یك ماده دی‌الكتریك پوشانده شده است ، عبور می‌دهد. ولتاژ اعمال شدن به الكترودها باعث عبور الكترونها در عرض فاصله تخلیه می‌شود. این الكترون‌ها انرژی لازم جهت شكستن مولكول‌های اكسیژن را فراهم آورده و باعث ایجاد ازن می‌شوند.
۲-۱) اجزای سیستم
سیستم تصفیه آب با ازن دارای چهار جزء اصلی است: یك سیستم تغذیه گاز، یك سیستم مولد ازن، سیستم تماس با ازن و سیستم تجزیه گازهای نامطلوب.
وظیفه سیستم تغذیه گاز آن است كه گاز اكسیژن خشك و تمیز را به سیستم مولد تحویل دهد. در سیستم تماس با ازن نیز گاز غنی از ازن با آبی كه باید تصیفه شود در تماس قرار گرفته و زمان تماس لازم جهت ضدعفونی كردن (یا واكنشهای دیگر) در اختیار آنها قرار داده می‌شود. در مرحله نهایی نیز چون ازن یك گاز سمی است باید غلظت آن به حد كمتر از حد خطرناك رسانده شود. در بعضی از تصفیه‌خانه‌ها، گاز ناخواسته كه غنی از ازن است به ابتدای قسمت تماس برگشت داده می‌شود تا از مصرف ازن كاسته شود بعضی از سیستم‌ها نیز دارای یك بخش سرمایش ناگهانی می‌باشند تا ازن باقیمانده در محلول را نیز حذف كنند.
۳) استفاده از ازن برای تصفیه آب و فاضلاب
۳-۱) تاریخچه ازن در اروپا و آمریكا
در سال ۱۸۹۳ ازن برای اولین بار در Oudshoorn هلند برای تصفیه آب مورد استفاده قرار گرفت. در اروپا از این ماده بنحو وسیعی در ضدعفونی كردن و اكسیداسیون آب آشامیدنی استفاده می‌شود ولی سرعت رشد آن در آمریكا كمتر شده است. در سال ۱۹۸۷ تصفیه‌خانه لس‌آنجلس با ظرفیت ۳/۲ میلیون مترمكعب در روز با سیستم ازن به بهره‌برداری رسید. از اوایل دهه ۱۹۹۰ در آمریكا حدود ۴۰ تصفیه‌خانه آب از ازن در تصفیه آب آشامیدنی استفاده می‌كرده‌اند. رشد این موضوع بحدی بوده است كه در اواخر دهه ۱۹۹۰ تعداد این تصفیه‌خانه‌ها به بیش از ۲۶۰ واحد رسیده است .در تصفیه آب از ازن برای ضدعفونی كردن و اكسیداسیون تركیبات موجود در آب استفاده می‌شود . در گذشته از ان در ابتدا با اهدافی غیر از ضدعفونی كردن استفاده شده است كه در این مورد می‌توان به حذف رنگ و كنترل بو و مزه اشاره داشت. امروزه با توجه به افزایش استانداردهای آب و تصویب ضوابطی در مورد محصولات جانبی از ضدعفونی كردن (DBP)، استفاده از ازن با هدف ضدعفونی كردن نیز شدیداً در حال گسترش است.
۳-۲) تاریخچه تصفیه آب با ازن در ایران
در سال ۱۳۷۷به دلیل افزایش روزافزون آلودگی رودخانه كارون در استان خوزستان كه باعث ایجاد طعم و بوی نامطبوع در آب رودخانه شده بود، تصمیم گرفته شد تجهیزات ازن زنی در تصفیه‌خانه آب شماره یك شهر اهواز نصب و مورد بهره‌برداری قرار گیرد. طبق اطلاعات جمع‌آوری شده این تجهیزات پس از حدود ۱۴۰ روز از شروع بهره‌برداری از مدار خارج شدند كه دلیل آن نیز خوردگی پوسته خارج مولد ازن عنوان شد. این موضوع به همین وضعیت باقی ماند تا اینكه مجدداً در تابستان سال ۱۳۷۹ با تعویض ژنراتور ازن، تجهیزات تولید و تزریق ازن درمدار بهره‌برداری قرار گرفت.
همانطوری كه ذكر شد هدف اصلی در كاربرد ازن در این تصفیه‌خانه، اكسید كردن تركیبات ناخواسته توسط ازن بود كه باعث بهبود كیفیت آب بخصوص از لحاظ طعم و بو بوده است كه ضمناً‌ گندزدایی ۱۰۰ درصدی را نیز بهمراه داشته است.
البته درگذشته دور نیز در همدان از سیستم ازن استفاده شده است ولی امروزه در مدار بهره‌برداری قرار ندارد. با توجه به بررسی‌های انجام شده سومین تصفیه‌خانه‌ای كه از ازن برای تصفیه آب شهری استفاده كرده است، تصفیه خانه باباشیخ علی در اصفهان است. با توجه به بعضی از مشكلاتی كه در كشور در ارتباط با ازن بوجود آمده بود، مسؤولان تصفیه‌خانه اصفهان ابتدا یك دستگاه كوچك تولید ازن خریداری كردند (با ظرفیت ۲۰ گرم ازن در ساعت) كه در پایلوت خود نصب كردند و پس از اخذ نتایج مطلوب اقدام به خریداری دو واحد با ظرفیت ۹ كیلوگرم ازن در ساعت شده است. بنا به اطلاعات كسب شده قیمت این واحدها نیز ۰۰۰/۶۰۰ یورو بوده است.
درهمین راستا و با توجه به تغییر سیاستهای شركتهای آب و فاضلاب به جایگزینی مواد ضدعفونی‌كننده و اكسیدكننده قویتر از كلر، قرار شده است كه در تصفیه‌خانه جدید همدان نیز از ازن استفاده شود و بقیه این شركتها نیز به دنبال جایگزینی ازن با كلر هستند كه این موضوع نشان‌دهنده بازار مناسبی برای مولدهای ازن در كشور است.
در حال حاضر تعدادی از شركتهای داخلی كه نمایندگی شركتهای خارجی را دارند، در حال مونتاژ قطعات وارداتی سیستم ازناتور هستند.
۴) تصفیه آب برج‌های خنك‌كن بوسیله ازن
حدوداً یك قرن است كه اكسیژن به شكل ازن شناخته شده است و قابلیت بالای آن برای گندزدایی آب نیز معلوم شده است. آب برج‌های خنك‌كننده باید تصفیه شوند تا از ایجاد لایه‌های معدنی و میكروبی جلوگیری شود چون این لایه‌ها می‌توانند از كارآیی سطوح انتقال حرارت برج بكاهند. استفاده از ازن در تصفیه آب برج‌های خنك‌كن كار نسبتاً‌ جدیدی است كه در حال تعمیم یافتن است. در این قسمت سعی بر آن است كه تجربیات بكارگیری از یك چنین تكنولوژی در برج‌های خنك‌كن واقعی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج و مزایای آن بیان شد.
۴-۱) مكانیزم صرفه‌جویی انرژی و جلوگیری از ایجاد بیوفیلم در تجهیزات برج خنك‌كن تردر سیستم تصفیه‌ آب برج خنك‌كن به كمك ازن، هوای محیط ابتدا فشرده شده و سپس خشك شده و یونیزه می‌شود تا ازن تولید شود. این ازن به آب گردشی برج افزوده می‌شود و در عرض چنددقیقه باكتری، جلبك و ویروسهایی را كه در محیط آبی برج زندگی می‌كنند را نابود می‌كند. این كار دارای چند مزیت مهم است. باید توجه داشت كه گاهی میكروارگانیزم‌هایی وجود دارند كه برای سلامتی انسان خطرآفرین هستند مثل Legionella Pneumophila كه باعث بیماری لژیونر می‌شود و غالباً در برج‌های خنك‌كن دیده شده‌اند. بعلاوه میكروارگانیزم‌ها تمایل دارند كه به صورت بیوفیلم در گوشه و كنار سیستم خنك‌كننده تجمع یابند و از بازده انتقال حرارت بكاهند كه اینكار باعث افزایش مصرف انرژی و نیز افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود.
یكی از مشكلات دیگر تشكیل رسوبات است كه به خوبی به بیوفیلم می‌چسبند . این رسوبات نیز می‌توانند از كارایی انتقال حرارتی كاسته و مشكلاتی برای سلامتی انسان ایجاد كنند.
روش مرسوم تصفیه آب برج خنك‌كن، استفاده از تصفیه با مواد شیمیایی و بلودان كردن آب با هدف كاستن از سطح ناخالصی‌ها است. این روش باعث افزایش هزینه راهبری و تعمیر و نگهداری برج‌های خنك‌كن می‌شود. هر چند اگر از سیستم ازن نیز استفاده شود به بعضی از مواد شیمیایی نیاز است. ولی با این وجود سیستم ازن باعث كاهش مقدار و هزینه مواد شیمیایی می‌شود.
۴-۲) انتخاب تكنولوژی
طی بیست سال گذشته، تصفیه با ازن به یكی از تكنولوژی‌های با صرفه از لحاظ انرژی تبدیل شده است. در این بخش سعی بر آن است كه با بررسی نتایج و تجربیات موضوع روشن‌تر شود.
در یك تحقیق خارجی از اطلاعات سازندگان ، مصرف‌كنندگان ، شركتهای بازرگانی، مؤسسات تحقیقاتی و دیگر قسمت‌های دخیل در این تكنولوژی استفاده شده است. در این بررسی‌ها مصرف انرژی، هزینه و مزایای زیست‌محیطی مورد توجه قرار گرفته‌اند. به علاوه تكنولوژی‌های مختلف از این لحاظ كه تازه وارد بازار شده‌اند و یا قبلاً جواب خود را به صورت عملی داده باشند، تقسیم‌بندی شده‌اند و مواردی مورد توجه بوده‌اند كه جواب خود را به صورت عملی ارایه داده باشند. براین اساس روش تصفیه آب برج به كمك ازن مناسب تشخیص داده شد .
۴-۳) پتاسیل‌های این روش
طی بیست سال گذشته بهبود سیستمها باعث شده است كه بتوان مولدهای تجاری ازن را در اندازه‌های كوچك بنحوی ساخت كه علاوه بر آنكه از لحاظ اقتصادی به صرفه است، سیستم قابل اعتمادی نیز باشد. هر چند استفاده از ازن در تصفیه آب برج خنك‌كن كار جدیدی است ولی به دلیل مزایای آن، بازار روبه رشدی دارد. نصب و راهبری این سیستم مناسب بوده و تعداد باكتری‌ها كاهش یافته و در نتیجه تشكیل بیوفیلم روی سطوح انتقال حرارت كاهش می‌یابد. كاهش مصرف انرژی، افزایش بازده عملیاتی و كاهش امور مربوط به تعمیر و نگهداری علاوه بر صرفه‌جویی در هزینه‌ها، دارای منافع زیست‌محیطی نیز هستند چون فاضلاب حاصل از بلودان نیز یكی از مسایل مهم است.
۴-۴) كاربرد
دلایل زیادی وجود دارد كه باعث جلب توجه بسوی ازن می‌شود كه در این باره می‌توان به بالا بودن هزینه مواد شیمیایی و یا خطیربودن مدیریت این مواد اشاره كرد و یا هنگامی‌كه هزینه تخلیه فاضلاب به محیط زیست زیاد بوده و یا اینكه قوانین بنحوی است كه فاضلاب بلودان باید پیش از تخلیه مورد تصفیه قرار گیرد . این تكنولوژی حتی برای برج‌های خنك‌كن متصل به سیستم تهویه مطبوع و نیز فرآیندهای صنعتی سبك نیز قابل بكارگیری است.
سازندگان مدعی هستند كه از این سیستم در برج‌های خنك‌كن چوبی و فلزی با ظرفیتهای ton ۱۰۰۰-۶۰ می‌توان استفاده كرد. در استفاده از تكنولوژی ازن چهار ضابطه‌ای فنی باید مورد توجه قرار گیرد:
▪ كیفیت آب جبرانی كه افزوده می‌شود تا جایگزین آب از دست رفته طی تبخیر و بلودان باشد (سختی و میزان مواد معدنی از عواملی هستند كه در كارآیی تاثیرازن دخیل می‌باشند).
▪ دمای عملیاتی مبدل حرارتی (اگر این دما بیش از حد زیاد باشد، ازن سریعاً و قبل از اثرگذاری از بین می‌رود).
▪ میزان در معرض خوردگی بودن مواد (میزان جایگزین‌های آنها و نیز محافظت‌های اضافی در برابر خوردگی).
▪ محیط عملیاتی برج خنك‌كن (وجود آشغال و مواد آلی اضافی موجب مصرف ازن پیش از گندزدایی آب می‌شود).
مطالعات «غربالی» و تجزیه و تحلیل اقتصادی نیز باید قسمتی از فرآیند تصمیم‌گیری باشد. البته برج‌های خنك‌كننده متصل به چیلر كه در فرآیندهای صنعتی سبك مورد استفاده قرار می‌گیرند به همراه سیستم‌های تهویه مطبوع تجاری فقط یكی از مثال‌های مناسب هستند.در كشور ما نیز تحقیقی در زمینه مزایای استفاده از سیستم ازن در برج‌های خنك‌كن با عنوان «بررسی عملكرد و میزان تلفات انرژی برج‌های خنك‌كن پالایشگاه اصفهان» انجام شده است . دراین تحقیق بررسی اقتصادی سیستم تولید ازن جهت كاهش بلودان برج‌های خنك‌كن پالایشگاه اصفهان صورت گرفته است. براساس محاسبات انجام شده در این تحقیق، استفاده از سیستم تولید ازن سالانه حدود ۷۸۰ هزار مترمكعب در مصرف آب و حدود ۱۱۷ هزار دلار در هزینه عملیاتی برج‌های این پالایشگاه صرفه‌جویی به دنبال خواهد داشت. ضمناً برآورد اقتصادی صورت گرفته نشان می‌دهد كه زمان بازگشت سرمایه حدود یك سال خواهد بود.
۵) تصفیه فاضلاب‌های صنعتی با ازن
واكنش ازن (o۳) در فاضلاب را می‌توان به دو دسته تقسیم‌بندی كرد: واكنش‌های مستقیم ازن و تجزیه ناشی از رادیكال‌های آزاد. براین اساس در محلول‌های خالص تجزیه ازن بصورت زیر است:‌
واكنش‌های مستقیم ازن نسبت به رادیكال‌های آزاد هیدروكسی بسیار انتخاب‌گر و كند است. سرعت واكنش رادیكال‌های هیدروكسی (OH*) معمولاً یك میلیون تا یك میلیارد برابر سرعت واكنش‌های ازن است. این رادیكال‌ها از پتانسیل اكسیداسیون بسیار زیادتر و خاصیت انتخاب‌گری بسیار كمتر نسبت به ازن برخوردارند. از این رو به نظر می‌رسد كه ذره فعال اصلی در تخریب مواد سمی آلی، رادیكال‌های آزاد تولید شده هنگام تجزیه ازن باشند.
در فرآیندهای اكسیداسیون پیشرفته (AOP) ، تجزیه ازن با هدف افزایش غلظت رادیكال‌های هیدروكسی تشدید می‌شود تا اكسیداسیون مواد آلی خطرناك افزایش یابد. گروهی از این فرآیندهای پیشرفته كه با ازن تلفیق می‌شوند تا تشكیل اینگونه رادیكال‌ها افزایش یابد عبارتند از: پراكسیدهیدروژن، اشعه UV و PH بالا باید توجه داشت كه ازن‌زنی PH بالا جهت اكسیداسیون آمونیاك، تجزیه سیانید و ترسیب فلزات سنگین بسیار مؤثر است.
۶) حذف فلزات سنگین در فاضلاب‌های صنعتی
می‌توان از ازن جهت اكسیداسیون فلزات سنگینی كه به راحتی اكسیده می‌شوند، استفاده كرد. از این فلزات می‌توان به آرسنیك، آلومینیوم، سرب، نیكل، كروم، مس، كبالت، باریم، روی، كادمیوم و كمپلكس‌های آلی این فلزات اشاره كرد. در تحقیقی نشان داده شده است كه قسمت اعظمی ازاین فلزات با قلیایی كردن شرایط توسط آهك حذف می‌شود و فلزات محلول باقیمانده نیزمی‌توانند توسط ازن راسب شوند. این تصفیه كه تلفیقی از آهك‌زنی و ازن است می‌تواند آلومینیوم، كادمیوم، كروم، كبالت، مس، آهن، سرب، منگنز، نیكل و روی را با بازده ۵/۹۹ درصد حذف كند.
در این سیستم از فیلتراسیون در قبل و بعد از ازن‌زنی استفاده می‌شود. فیلتر اول وظیفه حذف مواد معلق خروجی از استخرهای ته‌نشینی را برعهده دارد چون مواد معلق باعث افزایش قابل توجه مصرف ازن می‌شوند و ازاین رو جهت صرفه‌جویی در مصرف ازن، فیلتراسیون امری ضروری است. فیلتر دوم وظیفه حذف فلزات و نیز كمپلكس‌های فلزی محلول را كه توسط ازن اكسیده شده‌اند، برعهده دارد. البته هر دو فیلتر از نوع ماسه‌ای می‌باشند.

مهندس عبداله مصطفایی

منبع : ماهنامه صنعت برق