ازن سازها یا ازن ژنراتور، برای تولید ازن جهت پاکسازی هوا، از بین بردن بوی دود در اتاق های خالی، ضدعفونی کردن و تصفیه فاضلاب و محیط های آلوده، استفاده می شوند. ازن ژنراتورها می توانند بیش از ۳ گرم ازن در ساعت تولید کنند. ازن غالباً در شرایطی ایجاد می شود که O2 با آن هیچ واکنشی نشان ندهد.
ازن مورد استفاده در صنعت بر حسب میکرومول بر مول (ppm “قطعات در میلیون”، ppb “قطعات در میلیارد”)، میکروگرم در متر مکعب، میلی گرم در ساعت یا درصد وزنی اندازه گیری می شود. عمدتا غلظت های اعمال شده از ۱ تا ۵ (در هوا) و از ۶ تا ۱۴ (در اکسیژن) برای روش های نسل قدیمی تر است. با روش های جدید الکترولیتی می توان ۲۰ تا ۳۰ درصد غلظت ازن محلول در آب خروجی را به دست آورد.
دما و رطوبت نقش زیادی در تولید ازن توسط ازن ژنراتور با استفاده از روش های تولید سنتی (مانند تخلیه تاج و نور ماورا بنفش) دارند. روش های ازن ژنراتور قدیمی اگر با هوای مرطوب محیط کار شود، در مقایسه با هوای خیلی خشک، کمتر از ۵۰ ظرفیت اسمی تولید ازن، توسط ازن ژنراتور تولید می شود. ازن ژنراتور های جدید با استفاده از روش های الکترولیتی می توانند از طریق استفاده از مولکول های آب به عنوان منبع تولید ازن، به خلوص و انحلال بیشتری دست یابند.
ازن چیست؟
ازن مولکول غیر آلی سه اتمی اکسیژن (O3) است که به شکل گاز در لایه ی بالایی جو زمین انباشته شده است و به عنوان لایه محافظی در مقابل اشعه زیان آور ماوراء بنفش خورشید، شناخته می شود. در واقع این گاز زمانی تشکیل میگردد که مولکول های O2 توسط پرتوهای فرابنفش یا قوس الکتریکی به ۲ اتم اکسیژن مجزا تفکیک میشود. این اتم های آزاد اکسیژن می توانند در گروه های سه تایی ترکیب شده و ازن را به وجود آورند. امروزه با توجه به پیشرفت روز افزون دانش و تکنولوژی، این گاز ناپایدار به عنوان یکی از قویترین اکسید کننده و ضدعفونی کننده شناخته شده است.
از این رو از گاز ازن به جهت تصفیه آب کارخانه های آب معدنی، تصفیه و ضدعفونی کردن آب استخرهای شنا، گندزدایی فاضلاب و تصفیه فاضلاب صنعتی (فاضلاب پتروشیمی، فاضلاب بهداشتی و انسانی، پزشکی، آزمایشگاهی، نساجی، دامداری و…) مورد استفاده قرار میگیرد.
در واقع این گاز به دلیل ساختار ناپایداری که دارد، پس از انجام ضدعفونی و گذشت زمان کوتاه به اکسیژن تبدیل می شود. لذا باقی مانده ای بر جا نمی گذارد. این خصوصیت خارق العاده ازن موجب استفاده گسترده آن شده و ازن را در گروه ضدعفونی کننده های ارگانیک قرار داده است.
دستگاه ازن ژنراتور یا ازن ساز چیست؟
دستگاه ازن ژنراتور به عنوان ابزاری مؤثر برای تمیز کردن آلودگی هوا و بو است که در موارد مشابه نیز مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ازن یک محرک ریه است که می تواند عوارض جانبی را برای سلامتی ایجاد کند. دستگاه ازن ژنراتور یا ازن ساز به عنوان روشی مؤثر برای تمیز کردن آلودگی هوا و بوه تبلیغ می شود، اما ازن با عوارض جانبی سلامتی همراه است.
شواهد علمی موجود نشان می دهد که غلظت ازن که از طریق تنفس بی خطر است، بعید است در کنترل آلودگی هوای خانه مؤثر باشد. تولید کنندگان و فروشندگان دستگاه ازن ژنراتور از اصطلاحات متنوعی برای توصیف ازن استفاده می کنند.
تولید ازن از تخلیه الکتریکی
با اعمال یک ولتاژ الکتریکی بالا به دو رسانا و ایجاد جرقه و تخلیه الکتریکی بین آن دو، انرژی لازم به مولکول های اکسیژن O2 که در اطراف جرقه هستند داده میشود. این انرژی میتواند پیوند مولکولی O2 را شکسته و آن را ۲ دو اتم O تبدیل کند. هر کدام از این اتم های اکسیژن میتوانند با یک مولکول اکسیژن O2 پیوند برقرار کرده و به مولکول O3 یا همان اوزون تبدیل شوند.
هر جرقه الکتریکی میتواند مقادیری اوزون تولید کند مثلا وقتی رعد و برق میزند مقادیر بسیار زیادی اوزون تولید میشود. این یکی از دلایلی است که پس از یک رعد و برق بوی تازگی و پاکی هوا حس میشود. یکی از روش های تولید ازن به کمک دستگاه ازن ژنراتور، روش تخلیه الکتریکی کرونا می باشد.
اجزای ازن ژنراتور تخلیه کرونا
- کرونا سل یا راکتور ازن: این سل به شکل صفحه یا لوله ای ساخته می شود و از دو هادی برای کاتد و آند که یک دی الکتریک در بین آن ها قرار گرفته است، استفاده میکنند.
- ترانسفورماتور ولتاژ بالا:این ترانسفورماتور جهت ایجاد جرقه بین الکترودهای سل کرونا تولید می شود.
- مولد فرکانس بالا: برای تولید اوزون به یک ولتاژ متناوب نیاز دارید. با همان فرکانس برق شهر نیز میتوان اوزون تولید کرد اما چون فرکانس پایینی دارد سایز دستگاه و ترانس بزرگ میشود. به همین دلیل از یک مولد فرکانس بالا استفاده میکنند.
دستگاه ازن ژنراتور یا ازن ساز به عنوان روشی مؤثر برای تمیز کردن آلودگی هوا و بوها
تولید تجاری ازن از نور ماوراء بنفش
یکی دیگر از روش های تولید ازن در دستگاه ازن ساز، تابش اشعه های ماورای بنفش می باشد. ازن مصرفی برای کاربردهای تجاری و صنعتی، دقیقا مانند روش تولیدی ازن در طبیعت می باشد. برای تولید ازن از لامپ های uv با فشار کم و طول موج کوتاه در دستگاه ازن ژنراتور استفاده میکنند. این لامپ ها نور uv را در دو پیک ۱۸۵ و ۲۵۴ نانومتر (در محدوده ی نور ماوراءبنفش) تولید میکنند.
در طول موج ۱۸۵ نانومتر مولکول های اکسیژن فوتولیز شده و ازن تولید میشود ولی در طول موج ۲۵۴ نانومتر نورماوراء بنفش تولیدی باعث از بین رفتن باکتری ها و مواد میکروبی می شود. “لامپ uv” به طور معمول در یک محفظه استیل یا آلومینیومی قرار میگیرد و با عبور جریان هوا یا گاز اکسیژن خالص از این محفظه ضمن تابش نور uv با طول موج ۱۸۵ نانومتر باعث فوتولیز مولکول اکسیژن شده و ازن تشکیل میگردد. ژنراتورهای ازن نسبتا ساده هستند.
اجزای لازم برای تولید ازن ژنراتور
- لامپ uv 185 نانومتر
- فن یا پمپ هوا برای تزریق و جریان هوا در طول محفظه
- محفظه از جنس آلومینیوم یا استیل
- ترانسفورماتور جهت روشن کردن لامپ
مکانیسم عملکرد ازن ژنراتور
مکانیسم عملکرد ازن زنراتور بر اساس خاصیت اکسیدکنندگی ازن است. این مولکول های ناپایدار خاصیت اکسید کنندگی قوی داشته و دیگر مولکول ها را اکسید میکنند. این ویژگی ازن باعث شده که از آن به عنوان ماده‌ای برای تصفیه در زمینه‌های مختلفی چون تصفیه فاضلاب شهری، تهیه آب آشامیدنی، صنایع غذایی، صنایع کاغذ و تصفیه فاضلاب نساجی استفاده شود. مهمترین فایده ازن ویژگی تمیز بودن آن است، زیرا مواد را اکسید می کند بطوریکه تقریبا محصول جانبی تولید نمی‌کند.
از طرفی ازن دارای بوی قابل تشخیصی است و از این رو غلظت‌های خیلی کم آن نیز قابل درک است و این باعث ایمنی کارکرد با ازن میشود. ازن میتواند بو و میکروارگانیزم‌هایی چون ویروس، قارچ و باکتری را اکسید و از بین ببرد.
مشخصات فنی دستگاه ازن ژنراتور
- کمپرسور پکیج تناوبی جهت تامین هوای ژنراتور ازن
- انژکتور مخصوص گاز ازن از جنس های UPVC و PTFE مقاوم در برابر گاز ازن
- شیر یکطرفه مخصوص ازن جهت جلوگیری از بازگشت گاز ازن به داخل دستگاه ازن ژنراتور (Ozone Check Valve)
- مخزن واکنش گاز ازن در آب ،مقاوم در برابر خوردگی قابلیت
- سیستم کنترل جریان ازن جهت جلوگیری از برگشت آب به داخل سیستم ازن ژنراتور
- شیلنگ تفلون مقاوم در برابر خوردگی جهت انتقال گاز
مزایای استفاده از دستگاه ازن ساز
ازن و کلر هر دو به عنوان ضد عفونی کننده و گندزدا در واحدهای تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار میگیرند و مکانیسم عملکرد هر دو در ضدعفونی کردن یکسان است، ولی با توجه به معایبی که در استفاده از کلر (گاز یا پودر) وجود دارد، استفاده از ازن مقرون به صرفه تر خواهد بود.
- بالا بودن قدرت اکسید کنندگی ( تا ۵۰ برابر قوی تر از کلر)
- تاثیر گذاری بر طیف گسترده‌ای از میکرو ارگانیزم ها شامل میکروب‌ها، باکتری‌ها (تا ۳۱۲۵ برابر سریعتر از کلر) و ویروس‌ها (۱۰۰۰-۶۰۰ برابر سریعتر از کلر)
- قدرت ضد عفونی بالا حتی در غلظت کم
- موثر بودن فرایند ازناسیون در زمان کم (۱۰ تا ۳۰ دقیقه)
- اکسیداسیون مواد معدنی نظیر آهن، منگنز، سیانیدها، سولفید‌ها و نیتریت‌ها و انعقاد جامدات محلول برای خالص نگهداشتن آب
- عدم تولید هرگونه محصول جانبی هنگام تبدیل شدن به کسیژن
- باقی نماندن هیچ گونه ماده اضافی بعد از فرآیند ازناسیون به دلیل تجزیه شدن سریع ازن
- کاهش یا حذف تعمیرات استخر، مانند زنگ زدن یا خوردگی تجهیزات و دیواره های داخلی استخر ناشی از مواد شیمیایی قوی مثل کلر یا جوش‌شیرین
- جلوگیری از انتقال بیماری‌ها مانند حصبه، وبا، هپاتیت، بیماری‌های قارچی و پوستی و …
- کاهش ۷۰ تا ۹۰ درصدی در استفاده از مواد شیمیایی و در نتیجه عدم سوزش در بینی و چشم
- از بین بردن پاتوژن‌های مقاوم نسبت به کلر
- سازگار بودن با محیط زیست و عدم تولید پساب‌های زیان بار برای محیط زیست
- بی خطر بودن برای کاربر و اپراتور
- عدم تغییر pH آب
- افزایش اکسیژن در آب و محیط استخر و ایجاد شفافیت مضاعف در آب
- خنثی کردن بوی بد، مزه و رنگ
- نداشتن مشکلات ایمنی حمل و نقل و ذخیره سازی به دلیل تولیدشدن در محل
- حذف هزینه ماهانه مواد شیمیایی و دفع مواد زائد و در نتیجه مقرون به صرفه و موثر بودن آن با توجه به تولید الکتریکی آن در محل
- کاهش هزینه انتقال و ذخیره مواد شیمیایی خطرنک
- بهبود ظرفیت فیلتر و مواد منعقدکننده، کاهش استفاده از منعقدکننده‌ها و کاهش احیاء فیلتر
- کاهش مصرف آب به علت افزایش کیفیت آن
