استخدام الأوزون في مجال إزالة Cyanobacteria وألفال توكسينات من المياه الهيئات

Repid Reaction Kinetics

وعادة ما يكون نصف عمر الأوزون في المياه النظيفة 10-30 دقيقة، ولكن رد فعله بالسموم السيانوبتيا والتكسينات المذابة تحدث في غضون ثوان إلى بضع دقائق، وهذه السرعة تتيح تطبيق العلاج على النظم المتدفقة، مثل في متناول محطة مياه الشرب، دون أن تتطلب أحواض اتصال كبيرة.

لا توجد مركبات كيميائية ثابتة

(و) إن إزالة الأوزون من الأكسجين (ووجود المادة العضوية الطبيعية إلى منتجات نهائية غير مؤذية مثل ثاني أكسيد الكربون والمياه) خلافاً للكلور، لا تترك أي مذاق أو مخلفات من البذور ولا تشكل ثلاثي الأمواخ أو حمض الهالويتي في ظروف نموذجية، وإذا كان البروم موجود في مياه المصدر، يمكن أن تشكل بروموز كمنتج ثانوي، ولكن يمكن التقليل من هذا إلى أدنى حد من خلال التحكم في الصمامات.

خفض الحمأة واستخدام المواد الكيميائية

ونظراً لأن خلايا تحليل الأوزون والأكسدة تُحدَّد EOM، فإنَّ عمليات جرعات التفريغ والزهور في المجرى المائي يمكن في كثير من الأحيان تخفيضها، كما أنَّ أحجام الدهون من الرواسب والتركيب قد انخفضت، كما أنَّ فترات الرشَّة تمتد، وهذا يُترجم إلى وفورات في التكاليف التشغيلية.

التطبيق الموقعي

ويمكن توليد الأوزون في الموقع وحقنه مباشرة في خزانات أو بحيرات أو خزانات تستخدم أجهزة دفقية أو مضخات فتحات جانبية، مما يتيح معالجة جسم المياه بكامله دون الحاجة إلى ضخ جميع المياه من خلال مصنع، وهو أمر جذاب بصفة خاصة للبحيرات الترويحية أو الخزانات التي تستخدم كمصادر للمياه الخام.

أساليب التطبيق وتصميم النظم

مولدات الأوزون

أكثر الطرق الصناعية شيوعاً: ينتقل الأوكسجين الجاف أو الهواء عبر حقل كهربائي (من 6 إلى 12 كيلوفولط) عبر فجوة في الديليكتري، وتنتج المولدات المزودة بالأشعة الأوكسجينية تركيزات أعلى من الأوزون (حتى 12 في المائة بالوزن) وهي أكثر كفاءة من الوحدات ذات الهواء، أما بالنسبة لعلاج العصيان، فيوصى بتغذية الأوكسجين للتقليل من تكاليف الطاقة وتفادي.

Gas —Liquid Contacting

إن النقل الكمي للأوزون من مرحلة الغاز إلى المياه أمر حاسم، وأكثر الطرق فعالية في المياه السيانوبكتريا - اللادينية هي:

• Venturi injectors] - create negative pressure to draw ozone gas into a pressurized water side‐stream, achieving transfer efficiencies >90%.
• Fine‐bubble diffusers - submerged at depth in a contact tank or reservoir, producing small bubbles with high surface area.
• Turbine or static mixers - used in closed airloop systems to inject ozone while shearing gas into fine bubbles.

مراقبة العمليات ورصدها

الجرعة الدقيقة ضرورية، الجرعة الأوزونية المنخفضة جداً من السموم المتبقية؛ والطاقة العالية جداً من النفايات وقد تنتج برومات إذا كان بروميد المعلومات الأساسية > 0.1 ملغم/لتر. وفي الممارسة العملية، فإن الجرعة المطلوبة من الأوزون لمعالجة ملوثات الأشعة السيانوبكتيريا تحكمها تركيز خلايا التكسينات المذابة والمواد العضوية العضوية الثابتة التي تتراوح بين 2 و5.

التحديات والنظرات العملية

السلامة والمناولة

الأوزون غاز سام - الحد المسموح به للتعرض للإشعاع في مجال السلامة والصحة المهنيتين هو 0.1 جزء من المليون (0.2 ملغم/م3) كمتوسط وزنه 8 ساعات - يجب أن تُعمد المرافق وحدات تدمير الأوزون على أجهزة الاتصال خارج الغازات، وأن تستخدم ضغط الغازات، وأن توفر رصدا مستمرا للأوزون مع أجهزة الإنذار، ويجب تدريب الموظفين على الاستجابة لحالات الطوارئ.

موانع نوعية المياه

(ب) ارتفاع مستويات المادة العضوية الطبيعية، أو المواد الصلبة المعلّقة، أو النيتريت، أو الحديد/المنغنيز، يمكن أن يستهلك بسرعة الأوزون، مما يزيد الجرعة المطلوبة، وبالنسبة للماء الملوث بشدة، كثيراً ما يكون من الضروري معالجة ما قبل المعالجة (مثل الفرز الدقيق أو التصفية السريعة للرمل) لإزالة جسيمات كبيرة وخفض الطلب على الأوزون قبل موصل الأوزون الرئيسي.

Bromate Formation

وعند معالجة مياه المصدر المحتوية على بروميد (0.5-0.1 ملغم/لتر)، يمكن أن تُسجَّل الازدهار البروميد إلى برومات، وهو مسبب محتمل للسرطان البشري، ويمكن التخفيف من هذا الخطر عن طريق التحكم الدقيق في الهيدروجين (العملية بالقرب من الهيدروجين 6-7)، عن طريق خفض جرعة الأوزون المطبق، أو إضافة أكسيد الهيدروجين أو الأمونيا إلى تحويل مسار التفاعل(2).

تكاليف رأس المال والتشغيل

وتتحمل نظم الأوزون تكاليف رأسمالية أعلى من تكلفة الكلور التقليدي ولكنها قادرة على المنافسة مع عمليات التأكسد المتقدمة الأخرى وتشمل تكاليف التشغيل الكهرباء (الكهرباء (الكهرباء 10-15 كيلوواط/كغ من أكسيد الكربون المولدة لنظم الكارونا ذات الصبغة الأكسجينية) وإمدادات الأكسجين إذا استخدمت الأكسجين السائل أو وحدة امتصاص الضغط - المتوسط، أما بالنسبة لنظم المياه الصغيرة أو معالجة البلوط الموسمية، فإن وحدات الأوزون المتنقلة متاحة يمكن استئجارها.

التلقيح المتروك

ونظراً لأن الأوزون يتفاعل بسرعة، فإنه لا يوفر بقايا مطهر لنظم التوزيع، ولذلك، بعد الازدهار، تُضاف عادة جرعة منخفضة من الكلور أو الكلورين للحفاظ على نوعية المياه في الأنابيب، ويجب أن تُدار هذه المادة بعد التحلل بعناية لتجنب تكوين منتجات فرعية من أي شظايا عضوية متبقية.

دراسات الحالة والأدلة البحثية

▪ أن تكون هناك طريقة مناسبة لفحص المواد الكيميائية (اللوحة) في حالة وجودها في المناطق المحيطة بالشبكة، وأن تكون هذه العملية قد تم نشرها في إطار عملية تليفية متحركة () أو في حالة حدوث تهاب ملوثة بالفلور أوكتين ([FLT:]) أو في حالة حدوث تفجرات، أو تفككات في الميكات المفصلية من 5.2 ميكروغرام/لتون