ازن ژنراتور

دستگاه ازن ژنراتور

ازن ژنراتور، ازن زن یا اوزون‌ساز دستگاهی است که با تزریق میزان معینی گاز ازن برای گندزدایی محیط، آب و … کاربرد دارد. از این دستگاه می‌توان در انواع صنایع مختلف مثل مرغ‌داری، استخر، صنایع غذایی و … برای ضدعفونی استفاده کرد. ازن بهترین انتخاب برای از بین بردن آلودگی‌های باکتریایی، رنگ و بو از فاضلاب تصفیه‌شده، است. از فاضلاب تصفیه شده می‌توان برای آبیاری زمین‌های کشاورزی، شستشو و مواردی از این قبیل استفاده کرد. دستگاه ازن ژنراتور تصفیه فاضلاب، سیستمی است که برای تصفیه و گندزدایی آب استفاده می‌شود و تمامی آلودگی‌ها و باکتری ‌های داخل آب را از بین می‌برد. ازن ژنراتور تصفیه فاضلاب مهاب در سخت‌ترین شرایط به‌خوبی عمل تصفیه و گندزدایی آب را انجام می‌دهد.

ازن ژنراتور چیست؟

از دستگاه ازن ژنراتور به‌عنوان تجهیزاتی مؤثر برای تمیز کردن آلودگی هوا و از بین بردن بو و موارد مشابه استفاده می‌شود. با این وجود، گاز ازن یک محرک ریه است که می‌تواند برای سلامتی انسان‌ها مضر باشد. انواع ازن ژنراتورها شامل دستگاه ازن ژنراتور استخر، ازن‌ساز مرغ‌داری، ازن‌ساز دام‌داری، ازن ژنراتور صنایع غذایی است. دستگاه ازن زن به کمک تزریق میزان معینی گاز ازن، فرایند ضدعفونی و پاکسازی آب و محیط را انجام می‌دهد.

مکانیسم عملکرد ازن ژنراتور

با توجه به افزایش جمعیت، ضدعفونی کردن آب و تصفیه فاضلاب نقش بسیار مهمی در دنیا دارد. مکانیسم عملکرد دستگاه ازن ژنراتور (دستگاه ازن‌ساز) براساس خاصیت اکسیدکنندگی گاز ازن است. این مولکول‌های ناپایدار، دارای خاصیت اکسیدکنندگی بسیار قوی هستند و می‌توانند مولکول‌های دیگر را اکسید کنند. همین ویژگی ازن موجب شده است که از ازن به عنوان ماده‌ای برای تصفیه در زمینه‌های مختلف مانند صنایع غذایی، تصفیه فاضلاب بهداشتی، تهیه آب آشامیدنی، صنایع کاغذ و نساجی استفاده شود. یکی از ویژگی‌های مهم گاز ازن را می‌توان تمیز بودن آن عنوان کرد. این گاز در طول فرایند اکسید کردن مواد محصول جانبی تولید نمی‌کند. از دیگر ویژگی‌های ازن بوی مشخص آن است. به‌طوری که در غلظت‌های بسیارکم هم قابل تشخیص است و این امر سبب ایمنی کارکرد با ازن می‌شود. گاز ازن می‌تواند بو و میکروارگانیسم‌هایی چون ویروس، باکتری وقارچ را اکسید کند و از بین ببرد.

شرکت مهاب سازنده و تولیدکننده دستگاه ازن ژنراتور در انواع مدل‌های صنعتی است.

دستگاه ازن ژنراتور در تصفیه فاضلاب

کاربردهای گسترده دستگاه ازن ژنراتور، طبق مقیاس تولیدکننده ازن و واکنش شیمیایی ازن مشخص می‌شود. به همین دلیل لازم است تا اصول تولید ازن خلاصه شود و روابط مناسب فیزیکی و شیمیایی ازن، تجزیه و تحلیل شوند.

پیشرفت‌های فنی و کاربردهای عملی در رابطه با مکانیسم‌های تولید ازن با دستگاه ازن ژنراتور نشان‌دهنده ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی ازن و هم‌چنین کاربردهای آن در تصفیه آب است. ازن در اثر تماس با فسفر، می‌تواند تخلیه آرام، واکنش‌های فتوشیمیایی و واکنش‌های الکترو شیمیایی ایجاد کند که از طریق جذب دوباره اتم اکسیژن با مولکول اکسیژن شکل می‌گیرد.

کاربردهای دستگاه ازن ژنراتور

ضدعفونی آب آشامیدنی با ازن ژنراتور:

از مهم‌ترین ویژگی‌های دستگاه‌های ازن ژنراتور، می‌توان به صرفه‌جویی در هزینه‌های شیمیایی، سازگاری با طبیعت، افزایش سطح اکسیژن محلول در آب و شستشو و ضدعفونی کامل بطری و درب آن اشاره کرد.

ازن ژنراتور تصفیه آب استخر:

تصفیه آب استخر به کمک تجهیزاتی مانند ازن‌ساز آب استخر مزایای متعددی مانند سازگاری با طبیعت، افزایش سطح اکسیژن، تصفیه آب با هر رنگ، بو و مزه، از بین بردن میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌ها ارا داراست.

دستگاه آب شیرین کن صنعتی:

این دستگاه دارای دو مزیت متفاوت است:

۱. با کاهش ترکیبات هزینه تصفیه و گندزدایی کاهش می‌یابد.
۲. آب آشامیدنی سالم تولید می‌کند.

تصفیه فاضلاب:

دستگاه ازن‌ساز با کاهش میزان BOD و COD موجود در فاضلاب، از بین بردن بو، رنگ و مزه نقش بسیار مهمی در کاهش آلودگی‌ها دارد.

مراکز درمانی، بهداشتی، خدماتی:

از جمله مراکز مهمی که این دستگاه در آن‌ها کاربرد دارد: فاضلاب رستوران، فاضلاب بیمارستان و مراکز درمانی، فاضلاب هتل‌ها و …

کارخانه تولید کاغذ:

در این صنعت از دستگاه ازن زن برای کاهش مواد شیمیایی استفاده می‌شود. با استفاده از این دستگاه در صنعت کاغذ و چاپ شاهد تشکیل ترکیبات شیمیایی و عدم آسیب به محیط‌زیست خواهیم بود. هم‌چنین روش ازن زنی باعث حذف رنگ کاغذ و البته افزایش کیفیت آب‌وهوا و حذف آلودگی های مواد چاپی در محیط کار می‌شود.

• تأثیر ازن بر روی ویروس کرونا
• تخریب سیانید
• اکسیداسیون زباله‌های آلی
• سرریز فلزات سنگین
• اکسیداسیون پتروشیمی آب زیرزمینی
• پساب آسیاب نساجی
• پساب پالپ و کاغذ
• دفع سموم و آفات و حشره‌کش‌ها
• حذف آثار نشاسته، حذف FOG، روغن، گریس
• تصفیه ثانویه گندزدایی فاضلاب شهری
• کاهش پسماندهای خانگی
• استخراج فلزات سنگین

از لحاظ علمی، ویروس‌ها موجودات زنده‌ای نیستند. ویروس‌ها بیومولکول‌های پیچیده‌ای هستند که برای فعال شدن باید درون ساختار زنده سلول قرار گیرند. ویروس کرونا نیز از ویروس‌های پوشش‌دار محسوب می‌شود. ویروس کرونا اگر در برابر غلظتی مناسب و مدت زمان مؤثر از ازن قرار گیرد، می‌توان ضدعفونی با ازن را شیوه‌ای مؤثر دانست. در این روش، گاز به لایه بیرونی پوشاننده ویروس نفوذ می‌کند و به ساختار اصلی آن که RNA ویروس یا ماده ژنتیکی در آن قرار دارد، وارد می‌شود وبه آن آسیب می‌رساند. این فرایند، اکسیداسیون نام داردو احتمالاً تا ۹۹% و یا حتی به‌صورت کامل ویروس را نابود می‌کند.

تجهیزات فنی دستگاه ازن ژنراتور

دستگاه ازن ژتراتور دارای تجهیزاتی به شرح زیر است:

•  کمپرسور پکیج تناوبی جهت تأمین هوای ژنراتور ازن
•  انژکتور مخصوص گاز ازن از جنس‌های UPVC و PTFE مقاوم در برابر گاز ازن
•  شیر یک‌طرفه مخصوص ازن جهت جلوگیری از بازگشت گاز ازن به داخل دستگاه ازن ژنراتور
•  مخزن واکنش گاز ازن در آب، مقاوم در برابر خوردگی
• سیستم کنترل جریان ازن جهت جلوگیری از برگشت آب به داخل سیستم ازن ژنراتور
•  شیلنگ تفلون مقاوم در برابر خوردگی جهت انتقال گاز

اجزای ازن ژنراتور تخلیه کرونا

کرونا سل یا راکتور ازن:
این سل که به صورت لوله‌ای یا صفحه‌ای ساخته می‌شود از دو هادی برای آند و کاتد که یک دی الکتریک در میان آن ها قرار گرفته است، تشکیل شده است.
ترانسفورماتور ولتاژ بالا:
این ترانسفورماتور برای ایجاد جرقه بین الکترودهای سل کرونا است.
مولد فرکانس بالا:
برای تولید ازن به یک ولتاژ متناوب نیاز است. تولید کردن ازن به وسیله‌ی فرکانس برق شهر امکان‌پذیر است ولی سایز ترانس و دستگاه آن بزرگ‌تر می‌شود چون فرکانس پایینی دارد. به همین سبب از یک مولد فرکانس بالا استفاده می‌کنند.

• لامپ uv 185 نانومتر
• ترانسفورماتورجهت روشن کردن لامپ
• محفظه از جنس استیل یا آلومینیوم
• پمپ هوا یا فن برای تزریق و جریان هوا در طول محفظه

مزایای استفاده از ازن ژنراتور

• ازن و کلر به‌عنوان مواد گندزدا و ضدعفونی‌کننده در تصفیه آب‌و‌فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند. مکانیسم عملکرد هر دو در ضدعفونی کردن یکسان است. اما با توجه به معایبی که در استفاده از کلر به صورت پودری و گازی وجود دارد، استفاده از ازن بسیار مناسب‌تر خواهد بود.
• قدرت اکسیدکنندگی ازن تا ۵۰ برابر قوی‌تر و بالاتر از کلر است.
•  ازن بر طیف گسترده‌ای از میکروارگانیسم‌ها شامل میکروب‌ها و باکتری‌ها تا ۳۱۲۵ برابر سریع‌تر از کلر و بر ویروس‌ها تا ۱۰۰۰-۶۰۰ برابر سریع‌تر تأثیر می‌گذارد.
• گاز ازن در غلظت کم دارای قدرت ضدعفونی بالا است.
•  فرایند ازناسیون در زمان کم در حدود ۱۰ الی۳۰ دقیقه نیز مؤثر است.
• ازن دارای قدرت اکسیداسیون مواد معدنی نظیر آهن، منگنز، سیانیدها، سولفید‌ها و نیتریت‌ها و انعقاد جامدات محلول برای خالص نگهداشتن آب است.
• عدم تولید محصول جانبی هنگام تبدیل شدن به اکسیژن، از ویژگی‌های ازن است.
• از مزایای ازن باقی نماندن هیچ ماده اضافی‌ بعد از فرایند ازناسیون به دلیل تجزیه شدن سریع ازن است.
•  تعمیرات استخر، مانند زنگ زدن یا خوردگی تجهیزات و دیواره‌های داخلی استخر ناشی از مواد شیمیایی قوی مثل کلر، توسط ازن ژنراتور حذف یا کاهش می‌یابد.
• از انتقال بیماری‌ها مثل حصبه، هپاتیت، وبا، بیماری‌های پوستی و قارچی جلوگیری می‌کند.
•  استفاده از مواد شیمیایی ۷۰ تا ۹۰ درصد و در نتیجه سوزش در بینی و چشم کاهش می‌یابد.
• پاتوژن‌های مقاوم به نسبت کلر از بین می‌رود.
•  با محیط‌زیست سازگار است و پساب‌های زیان بار برای محیط‌زیست تولید نمی‌شود.
•  برای کاربر و اپراتور بی‌خطر است.
•  pH آب تغییر نمی‌کند.
• دستگاه ازن ژنراتور سبب افزایش اکسیژن در آب و ایجاد شفافیت مضاعف در آب _خنثی کردن بوی بد، مزه و رنگ می‌شود.
• دستگاه ازن ژنراتور مشکلات ایمنی حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی به دلیل تولید شدن در محل را ندارد.
•  ازن ژنراتور موجب کاهش مصرف آب به‌علت افزایش کیفیت آن می‌شود.

انواع دستگاه ازن ژنراتور

دستگاه‌های ازن ژنراتور که برای ازن درمانی استفاده می‌شوند، برای ضدعفونی در برابر ویروس کرونا نیز بسیار مؤثرند. اما هر دستگاه ازن ژنراتور برای این امر توصیه نمی‌شود. با این حال جهت مقایسه بهتر به معرفی انواع دستگاه ازن ژنراتور می‌پردازیم تا بتوان بهترین گزینه را برای ضدعفونی صنعت پزشکی انتخاب کرد:

UV Ozone Generator

قیمت این دستگاه ازن ژنراتور معمولاً ارزان است، اما کارایی بسیار پایینی دارد. در حالت عادی نیز نور UV خورشید به مولکول‌های اکسیژن برخورد می‌کند و در نتیجه دو اتم اکسیژن تولید می‌شود که در واکنش بعدی تولید، گاز ازن و مقداری هم گاز اکسیژن خواهیم داشت. استفاده از دستگاه‌هایی که به این روش کار می‌کنند، چون مصرف برق بالا و مدت زمان زیادی نیاز دارند تا مقدار کمی ازن تولید کنند، برای مصارف تحقیقاتی و درمانی به‌منظور ضدعفونی با ازن اصلاً توصیه نمی‌شود.

Corona Discharge

این نوع دستگاه ازن ژنراتور، می‌تواند اثر صاعقه را در تولید ازن شبیه‌سازی کند. اما ازنی که به این شیوه و در محیط بیرون تولید می‌شود، گاز ازن خالص نیست. تنها ۲۱ درصد جو را اکسیژن تشکیل می‌دهد و ما برای ضدعفونی به ازن خالص احتیاج داریم. بنابراین هوایی که وارد ازن ژنراتور می‌شود باید اکسیژن خالص باشد. به سبب اینکه این دستگاه نیز با اکسیژن خالص کار می‌کند یکی از بهترین نمونه‌های ازن ژنراتور به حساب می‌آید که تانک اکسیژن برای آن در نظر گرفته شده است. تنها عیب این نوع از دستگاه ازن ژنراتور این است که به نیروی الکتریسیته زیادی احتیاج دارد تا بتواند ازن کافی برای فرایند ضدعفونی را تولید کند و همین موضوع موجب تولید گرمای زیادی می‌شود. بنابراین‌ تهویه بسیار قوی نیاز دارد. هم‌چنین تولید ازن در رطوبت بالای ۶۰ درصد متوقف می‌شود. با این وجود این نوع دستگاه ازن ژنراتور بهترین نوع است.

Cold Plasma Ozone Generator

از این دستگاه برای تولید ازن و مصرف آن در ضدعفونی استفاده می‌شود. راندمان کاری این ازن ژنراتور نیز مثل دستگاه قبلی است و گرما تولید نمی‌کند . اما عیب این دستگاه ازن ژنراتور این است که بسیار سنگین، حجیم و گران‌قیمت است و قیمت حدودی آن در بازار به ۲ هزار دلار می‌رسد.

Electrolytic Ozone Generator

این نوع ازن ژنراتور برای ضدعفونی ویروس کرونا اصلاً مناسب نیست. از این نوع برای ضدعفونی آب استفاده می‌شود، زیرا برای تولید گاز، ازن اکسیژن مورد نیاز خود را از داخل آب فاضلاب تأمین می‌کند.

ازن چیست؟

ازن مولکولی غیرآلی است که از سه اتم اکسیژن تشکیل شده است. ازن به‌صورت گاز در لایه‌ی بالایی جو زمین انباشته شده است و به‌عنوان لایه محافظ در برابر اشعه زیان‌آور ماوراء‌بنفش خورشید شناخته می‌شود. در واقع ازن زمانی تشکیل می‌شود که مولکول‌های اکسیژن توسط پرتوهای فرابنفش یا قوس الکتریکی به ۲ اتم اکسیژن جداگانه تفکیک می‌شود. این اتم‌های آزاد اکسیژن می‌توانند در گروه‌های سه‌تایی ترکیب شوند و گاز ازن را به وجود بیاورند.

امروزه با توجه به گسترش روزافزون تکنولوژی، این گاز ناپایدار به‌عنوان قوی‌ترین ضدعفونی‌کننده و اکسیدکننده شناخته می‌شود. از گاز ازن در فرایند تصفیه و ضدعفونی کردن آب استخرهای شنا، تصفیه آب کارخانه‌های آب معدنی، گندزدایی فاضلاب و پساب‌های صنعتی از جمله: پزشکی، پتروشیمی، نساجی، آزمایشگاهی، دام‌داری و…. استفاده می‌شود. به‌دلیل این که گاز ازن خاصیت ناپایداری دارد بعد از این که از آن برای ضدعفونی استفاده کردند به اکسیژن تبدیل می‌شود و ضایعاتی تولید نمی‌کند. این ویژگی خارق‌العاده گاز ازن سبب استفاده گسترده آن شده و ازن را در گروه ضدعفونی کننده‌های ارگانیک قرار می‌دهد.

تاریخچه ازن:

• گزارش بوی ازن توسط وان مورن در مجاورت تخلیه الکتریکی؛ سال ۱۷۸۵.
• تشخیص بوی ازن و نام‌گذاری آن توسط کریستین شنبن؛ سال ۱۸۴۰.
• ساخت ژنراتور ازن صنعتی توسط ورنر فون سلمان؛ سال ۱۸۷۵.
• شناختن ساختار ازن به‌عنوان اکسیژن سه اتمی؛ سال ۱۸۶۷.
• تجاری شدن ازن به‌عنوان ضدعفونی‌کننده آب آشامیدنی در مقیاس کامل در هلند؛ سال ۱۸۹۳.
• اولین نصب آب شهری ایالات متحده در آبشار نیاگارا ، نیویورک؛ سال ۱۹۰۳.
• ساخت کارخانه آب Bon Voyage در نیس فرانسه؛ سال ۱۹۰۶.
• استفاده از ازن به‌عنوان ماده نگهدارنده برای سرد نگه داشتن گوشت؛ سال ۱۹۰۹.
• اعمال ازن در ارتش آلمان برای زخم‌ها و عفونت‌ها؛ سال ۱۹۱۴.
• استفاده از ازن در معالجه بیماری‌های پوستی توسط پزشک آلمانی ، آلبرت وولف؛ سال ۱۹۱۵.
• استفاده از آب ازن غنی‌شده به‌عنوان ضدعفونی‌کننده توسط دندانپزشک Fisch E.A؛ سال ۱۹۳۲.
• جلوگیری از رشد مخمر و قالب در ذخیره میوه توسط ازن؛ سال ۱۹۳۹.
• درمان سرطان با ازن توسط دکتر W. Zable؛ دهه ۱۹۵۰.
• آبیاری گیاهان با آب ازن‌زنی‌شده؛ دهه ۱۹۷۰.
• اعلامیه FDA GRAS برای استفاده ازن در آب بطری؛ سال ۱۹۸۲.
• شروع به‌کار سیستم تصفیه ازن در کارخانه اتحادیه کمپ فرانکلین؛ سال ۱۹۹۲.
• تجدید FDA GRAS برای استفاده ازن در آب بطری؛ سال ۱۹۹۵.
•  تأیید استفاده از آب ازن برای شستن لاشه مرغ توسط سازمان USDA؛ سال ۱۹۹۶.
• رد کردن پروتکل استفاده ازن برای گوشت توسط USDA؛ سال ۱۹۹۹.
•  تأیید FDA و USDA؛ سال ۲۰۰۰.
• مرحله اجرای قوانین جانبی محصولات ضد‌عفونی‌کننده EPA (DBPR)؛ سال‌های ۲۰۰۴_۲۰۰۰.
• تأیید ازن به‌عنوان ماده ضدمیکروبی برای تماس مستقیم با غذا توسط FDA؛ سال ۲۰۰۱.
• تأیید ازن برای تماس با گوشت و مرغ توسط سازمان USDA؛ سال ۲۰۰۱.

تولید ازن از تخلیه الکتریکی:

با اتصال یک ولتاژ الکتریکی قوی به دو رسانا و ایجاد جرقه و تخلیه الکتریکی بین آن‌ها، انرژی لازم به مولکول‌های اکسیژن O2 که در اطراف جرقه هستند داده می‌شود. این انرژی سبب شکستن پیوند مولکولی O2 می‌شود و آن را به دو اتم O تبدیل می‌کند. هر کدام از این اتم‌های اکسیژن توانایی برقراری پیوند با یک مولکول اکسیژن O2 را دارد. به این ترتیب به مولکول O3 یا همان ازن تبدیل می‌شوند. در واقع هر جرقه الکتریکی توانایی تولید مقادیری ازن را دارد. برای مثال زمانی که رعدوبرق می‌زند، ازن بسیار زیادی تولید می‌شود. یکی از دلایلی که پس از رعدوبرق پاکی هوا و بوی تازگی حس می‌شود، همین قضیه است.

تولید تجاری ازن از نور ماوراء‌بنفش:

یکی از مهم‌ترین مؤلفه‌های سیستم تولید ازن، ازن ژنراتور است. ازن مورد مصرف در کاربردهای صنعتی و تجاری کاملاً شبیه به روش تولید ازن در طبیعت است. برای تولید ازن از لامپ‌های uv با طول موج کوتاه و فشار کم و در دستگاه ازن ژنراتور استفاده می‌شود. این لامپ‌ها نور uv را در محدوده‌ی نور ماوراء‌بنفش یعنی دو پیک ۱۸۵ و ۲۵۴ نانومتر تولید می‌کنند. در طول موج ۱۸۵ نانومتر مولکول‌های اکسیژن فوتولیز می‌شوند و ازن ساخته می‌شود. اما در طول موج ۲۵۴ نانومتر نور ماوراء‌بنفش تولیدشده سبب از بین رفتن مواد میکروبی و باکتری‌ها می‌شود. لامپ uv به‌طور معمول در یک محفظه آلومینیومی یا استیل قرارگرفته است و با عبور جریان هوا یا گاز اکسیژن خالص از این محفظه و تابش نور uv با طول موج ۱۸۵ نانومتر سبب فوتولیز مولکول اکسیژن شده و ازن تولید می‌شود.