ओजोन व्यापक रूप से अपने शक्तिशाली कीटाणुनाशक और ऑक्सीकरण गुणों के लिए पानी और वायु उपचार में कार्यरत है। हालांकि, ओजोन पीढ़ी के दौरान उत्पादित ऑफ-गैस - ओजोन को निष्क्रिय कर दिया गया जो इस प्रक्रिया से बच गया है - यदि ठीक से प्रबंधित नहीं किया गया तो महत्वपूर्ण स्वास्थ्य और पर्यावरणीय जोखिमों का अनुमान लगाया जा सकता है। ओजोन का साँस लेना श्वसन की जलन, अस्थमा को बढ़ा सकता है, और जमीन के स्तर के ओजोन गठन में योगदान कर सकता है, एक विनियमित वायु प्रदूषणकारी। ओजोन ऑफ-गैस का प्रभावी न्यूनतमकरण इसलिए सुरक्षा और नियामक अनुपालन दोनों के लिए आवश्यक है। यह लेख उपचार सुविधाओं से अवशिष्ट ओजोन उत्सर्जन को कम करने, सिस्टम डिजाइन, परिचालन अनुकूलन और उन्नत विनाश और वसूली प्रौद्योगिकियों को कवर करने के लिए रणनीतियों का एक व्यापक सेट प्रस्तुत करता है।

Ozone बंद गैस गठन को समझना

ओजोन ऑफ-गैस उत्पन्न होने पर ओजोन उत्पन्न होता है लेकिन उपचार प्रक्रिया में पूरी तरह से सेवन नहीं किया जाता है। विशिष्ट स्रोतों में संपर्क कक्षों, सील और कनेक्शन से रिसाव, और डाउनस्ट्रीम डिस्ट्रेक्ट यूनिटों के भीतर अधूरे विनाश शामिल हैं। ऑफ-गैस की एकाग्रता और मात्रा ओजोन की खुराक, फीड-गैस गुणवत्ता, संपर्ककर्ता ज्यामिति और ओजोन-डिमैनिंग संदूषकों की उपस्थिति पर निर्भर करती है। ऑफ-गैस प्रबंधन महत्वपूर्ण है क्योंकि ओजोन एक शक्तिशाली श्वसन चिड़चिड़ा है; ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ एडमिनिस्ट्रेशन (OSHA) ने एक प्रतिवर्ती गैस के रूप में एक प्रतिवर्ती गैस के रूप में एक प्रतिवर्ती गैस के रूप में एक प्रतिवर्ती गैस पथ को कम करने में निर्धारित किया है।

Ozone ऑफगैस को कम करने के लिए कुंजी रणनीति

1. ओजोन विनाश इकाइयों की स्थापना

अवशिष्ट ओजोन को कैप्चर करने और तटस्थ करने के लिए सबसे प्रत्यक्ष विधि विनाशकारी इकाइयों का उपयोग है। ये सिस्टम वायुमंडल में गैस को वेंट करने से पहले ओजोन को ऑक्सीजन में वापस परिवर्तित करते हैं। उपचार सुविधाओं में दो प्राथमिक प्रकार का उपयोग किया जाता है:

  • Catalytic destructors - परिवेश तापमान पर एक उत्प्रेरक बिस्तर (अक्सर मैंगनीज डाइऑक्साइड या मालिकाना धातु ऑक्साइड) पर ओजोन-लेड गैस को पास करें। वे ऊर्जा-कुशल हैं और न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है, लेकिन उत्प्रेरक को नमी या प्रदूषकों जैसे कि अस्थिर कार्बनिक यौगिकों (VOCs) द्वारा जहर दिया जा सकता है।
  • ]Thermal destructors - बंद गैसों को 300-350 °C तक थर्मली ओजोन को विघटित करने के लिए गरम करें। वे उच्च आर्द्रता और प्रदूषक भार के साथ भी अत्यधिक प्रभावी हैं, लेकिन वे महत्वपूर्ण ऊर्जा (गैस या इलेक्ट्रिक हीटिंग) का उपभोग करते हैं।

उपयुक्त प्रौद्योगिकी का चयन गैस प्रवाह दर, ओजोन एकाग्रता, आर्द्रता के स्तर और साइट ऑपरेटिंग लागत पर निर्भर करता है। कई सुविधाएं सीधे संपर्ककर्ताओं से मुख्य ऑफ-गैस स्ट्रीम पर और भंडारण टैंक, पंप और निगरानी उपकरणों से छोटी वेंट लाइनों पर इकाइयों को स्थापित करती हैं। निर्माताओं जैसे Wedeco (Xylem) और Ozonia (Suez) मिलान किए गए विनाश इकाइयों के साथ एकीकृत ओजोनेशन सिस्टम प्रदान करते हैं।

2. ऑप्टिमाइज़िंग ओजोन जनरेशन और खुराक

ओजोन को कम करने से केवल आवश्यक राशि उत्पन्न होती है और इसे कुशलतापूर्वक वितरित करती है। ऊर्जा और ओजोन दोनों को बर्बाद करने से अधिक नुकसान होता है - ओजोन अनिवार्य रूप से गैस बंद हो जाता है।

  • Real-time निगरानी और नियंत्रण. सामरिक बिंदुओं पर ओजोन सेंसर को भंग कर दिया (संपर्क कक्ष इनलेट, आउटलेट, और रीसाइकिल लूप) और जनरेटर आउटपुट को समायोजित करने के लिए फीडबैक लूप का उपयोग करें। उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम (जैसे, PID या मॉडल पूर्वानुमान नियंत्रण का कब्जा) प्रवाह और प्रदूषक भार को उतारने का जवाब दे सकता है।
  • ]Feed-gas गुणवत्ता.] कोरोना-डिस्चार्ज जेनरेटर के लिए, ऑक्सीजन-संवर्धित फ़ीड गैस (vs air) का उपयोग ओजोन एकाग्रता को काफी बढ़ाता है और कुल गैस की मात्रा को कम करता है जिसे संसाधित किया जाना चाहिए। यह ओजोन उत्पादन के प्रति किलोग्राम ऊर्जा लागत को भी कम कर देता है। उचित सुखाने (60 °C से नीचे का कुछ बिंदु) नाइट्रिक एसिड गठन को रोकता है और इलेक्ट्रोड जीवन को बढ़ाता है।
  • ]Proper contactor डिजाइन. ललित-बुलबुला विसारक, स्थिर मिक्सर, या वेंटुरी इंजेक्टर तरल चरण में ओजोन द्रव्यमान हस्तांतरण को अधिकतम करते हैं, जो ऑफ-गैस में अप्रतिबंधित ओजोन को कम करते हैं। अनुकूलित ऊंचाई वाले-टू-डायमीटर अनुपात के साथ पैक किए गए-बेड कॉलम भी अवशोषण में सुधार करते हैं।
  • ]मिनीमल प्रभावी खुराक. पानी या वायु धारा की वास्तविक ऑक्सीडेंट मांग के लिए ओजोन खुराक को कैलिब्रेट करने के लिए नियमित मांग आधारित अध्ययन का संचालन करें। ओवर-साइज़िंग "स्थिति में बस" पुरानी ऑफ-गैस उत्सर्जन की ओर जाता है।

नियंत्रण loops को कसकर और हस्तांतरण क्षमता में सुधार करके, सुविधाओं को अक्सर बंद गैस की मात्रा में संबंधित कमी के साथ 15-30 % की ओजोन की मांग को कम कर सकते हैं।

3. सिस्टम सील और वेंटिलेशन में सुधार

ओजोन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील गैस है जो छोटे अंतरालों के माध्यम से लीक हो जाएगी; इसलिए सिस्टम अखंडता पैरामाउंट है। यह रणनीति असहनीय लीक के रोकथाम और संग्रह दोनों को संबोधित करती है।

सील प्रोटोकॉल

  • सभी ओजोन-वाहन पाइप और जहाजों में PTFE आधारित gaskets, संपीड़न फिटिंग और वेल्डेड जोड़ों का उपयोग करें। मानक काले लोहे या जस्ती इस्पात को ओजोन कोरोड के रूप में बचना चाहिए।
  • निरीक्षण और एक निर्धारित आधार पर पंप, वाल्व और नमूना बंदरगाहों पर O-रिंग्स और मुहरों की जगह। ओजोन elastomer गिरावट का उपयोग Viton® या Kalrez® सामग्री को तेज करता है।
  • संपर्ककर्ता headspace पर नकारात्मक दबाव (छोटे वैक्यूम) लागू करें और भंडारण टैंक वेंट्स को बाहरी रिसाव की अनुमति देने के बजाय किसी भी लीक ओजोन को एक विनाशकारी इकाई की ओर आकर्षित करने के लिए।

वेंटिलेशन डिजाइन

जहां रोकथाम अपूर्ण है (जैसे, जनरेटर कक्षों, रासायनिक भंडारण या खुले चैनलों के आसपास), समर्पित निकास वेंटिलेशन प्रदान करते हैं जो थर्मल या उत्प्रेरक विनाशकों को एयर ओजोन मिश्रण को खींचता है। वेंटिलेशन दर को साँस लेने के क्षेत्र में 0.05 पीपीएम से नीचे ओजोन एकाग्रता बनाए रखना चाहिए। OSHA मार्गदर्शन संलग्न क्षेत्रों में निरंतर परिवेश ओजोन निगरानी की सिफारिश करता है।

4. ओजोन रिकवरी और रीसाइक्लिंग सिस्टम को कार्यान्वित करना

इसके बजाय, केवल अप्रभावित ओजोन को नष्ट करने, वसूली प्रणाली इसे कैप्चर करती है और इसे उपचार प्रक्रिया में वापस आती है। यह दृष्टिकोण ऑफ-गैस उत्सर्जन और ओजोन पीढ़ी की लागत दोनों को कम करता है। विधियों में शामिल हैं:

  • Re-circulation loops. पानी के उपचार में, संपर्ककर्ता headspace से ऑफ-गैस संकुचित है और फिर से एक वेंटुरी इंजेक्टर के माध्यम से आने वाले पानी की धारा में इंजेक्शन लगाया जाता है। यह अवशिष्ट ओजोन के 50-80% का पुन: उपयोग कर सकता है।
  • Adsorption-desorption. ऑफ-गैस को zeolite या सक्रिय कार्बन के बिस्तर के माध्यम से पारित किया जाता है जो चुनिंदा रूप से ओजोन को सोखता है। समय-समय पर, बिस्तर को गर्म किया जाता है या दबाव-स्विंग उच्च-संतुलन ओजोन को नष्ट करने के लिए, जो तब प्रक्रिया में वापस आ जाता है। यह विधि अधिक जटिल है लेकिन 90% से ऊपर वसूली दर प्राप्त कर सकती है।
  • Membrane अलगाव. ओजोन चयन झिल्ली बंद गैस में ऑक्सीजन से अलग ओजोन, ओजोन युक्त permeate पुनर्नवीनीकरण किया जा करने के लिए अनुमति देता है।

रिकवरी सिस्टम बड़े पैमाने पर पौधों (जैसे,> 100 किलो ओ 3 / एच) के लिए विशेष रूप से लागत प्रभावी होते हैं जहां ठीक ओजोन की कीमत पूंजी और परिचालन खर्च को ऑफसेट करती है।

निगरानी और नियामक अनुपालन

प्रभावी न्यूनतमकरण निरंतर निगरानी पर निर्भर करता है। प्रत्येक सुविधा को स्थापित करना चाहिए:

  • ]]in-line ओजोन विश्लेषक एकाग्रता को मापने के लिए मुख्य ऑफ गैस डक्ट पर (आमतौर पर 0-50 ग्राम / एनएम 3)।
  • ]Ambient ओजोन मॉनिटर ऑपरेटर-संभव क्षेत्रों में, अलार्म 0.1 पीपीएम पर सेट और 0.5 पीपीएम पर बंद करने के साथ।
  • ]Flow meter on the off-gas streams to count the mass उत्सर्जन की दर.

ओजोन उत्सर्जन के लिए नियामक सीमा क्षेत्राधिकार द्वारा भिन्न होती है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, क्लीन एयर अधिनियम को प्रति वर्ष एक थ्रेसहोल्ड टनेज से अधिक उत्सर्जन की सुविधा के लिए अनुमति की आवश्यकता हो सकती है। Environmental Protection Agency (EPA) राष्ट्रीय परिवेशी वायु गुणवत्ता मानकों (NAAQS) पर जमीन स्तर ओजोन के लिए मार्गदर्शन प्रदान करता है। यूरोपीय सुविधाओं को ओजोन से संबंधित प्रक्रियाओं के लिए औद्योगिक उत्सर्जन निर्देश (IED) और सर्वश्रेष्ठ उपलब्ध तकनीकों (BAT) का पालन करना चाहिए। ऑफ-गैस सांद्रता और सिस्टम रखरखाव गतिविधियों का एक लॉग रखना अनुपालन करने के लिए आवश्यक है।

लागत और परिचालन विचार

ओजोन ऑफ-गैस को कम करने में पूंजी व्यय (डिस्ट्रक्ट यूनिट, मॉनिटर, बेहतर सील) और ऑपरेटिंग लागत (डिस्ट्रक्टरों के लिए ऊर्जा, प्रतिस्थापन उत्प्रेरक, रखरखाव) शामिल है। हालांकि, कम ओजोन पीढ़ी और वसूली से बचत इन लागतों में से कई को ऑफसेट कर सकती है:

  • उत्प्रेरक विनाशक कम ऊर्जा लागत है लेकिन आवधिक उत्प्रेरक प्रतिस्थापन (every 2-5 साल contaminant के आधार पर) की आवश्यकता है।
  • थर्मल डिस्ट्रक्टर ऊर्जा में उत्पन्न ओजोन के प्रति किलो US$0.005-0.0.02 जोड़ सकते हैं।
  • ओजोन वसूली प्रणाली में आम तौर पर बड़ी सुविधाओं पर 1-3 साल की अवधि होती है।
  • बेहतर सील और वेंटिलेशन लागत से बंद होने, जुर्माना और कार्यकर्ता बीमारी के जोखिम को कम करता है।

जब उपकरण का चयन करते हैं, तो रखरखाव, प्रतिस्थापन भागों और ऊर्जा सहित कुल जीवन चक्र लागत का मूल्यांकन करते हैं। कई विक्रेता ऑफ-गैस विनाश दक्षता (उदाहरण के लिए, > 99.9% विनाश) के लिए प्रदर्शन गारंटी प्रदान करते हैं।

निष्कर्ष

ओजोन ऑफ-गैस को छोटा करना एक बहु-फेस चुनौती है जिसके लिए पीढ़ी, वितरण, रोकथाम और विनाश पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। ठीक से आकार वाली इकाइयों को स्थापित करके, वास्तविक समय नियंत्रण के माध्यम से खुराक का अनुकूलन करके, सिस्टम अखंडता को बनाए रखने और वसूली विकल्पों की खोज करके, उपचार सुविधाएं सुरक्षित संचालन, नियामक अनुपालन और आर्थिक दक्षता प्राप्त कर सकती हैं। चूंकि पर्यावरणीय मानकों को कसने और पानी की उपयोगिताओं ने उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं के लिए बढ़ती मांग का सामना किया है, सक्रिय ऑफ-गैस प्रबंधन जिम्मेदार ओजोन उपचार का एक आधारशिला रहेगा।