از کلر تا ازن: آینده ضدعفونی آب در دستان کدام است؟
رپورتاژ آگهی
چکیده : در دنیای امروز، تأمین آب پاک و بهداشتی دیگر تنها دغدغه جوامع محروم نیست؛ حتی پیشرفته ترین شهرها و صنایع نیز با چالش کیفیت و ایمنی آب مواجه اند. یکی از بخش های مهم تصفیه آب، فرآیند گندزدایی است؛ مرحله ای که در آن عوامل بیماری زا از بین می روند و آب به سطح ایمنی قابل قبول می رسد. برای این کار، دو روش بیش از همه شناخته شده اند: گندزدایی با کلر و گندزدایی با ازن. این دو روش، اگرچه هدف یکسانی دارند، اما در عملکرد، مزایا، مخاطرات و حتی فلسفه وجودی شان تفاوت های بنیادینی دارند. در این مقاله، تلاش می کنیم با زبانی فنی و در عین حال قابل فهم، به مقایسه کامل این دو تکنولوژی بپردازیم و مسیر بهینه را برای صنایع و نهادهای بهره بردار روشن کنیم.
در دنیای امروز، تأمین آب پاک و بهداشتی دیگر تنها دغدغه جوامع محروم نیست؛ حتی پیشرفته ترین شهرها و صنایع نیز با چالش کیفیت و ایمنی آب مواجه اند. یکی از بخشهای مهم تصفیه آب، فرآیند گندزدایی است؛ مرحله ای که در آن عوامل بیماری زا از بین می روند و آب به سطح ایمنی قابل قبول می رسد. برای این کار، دو روش بیش از همه شناخته شده اند: گندزدایی با کلر و گندزدایی با ازن. این دو روش، اگرچه هدف یکسانی دارند، اما در عملکرد، مزایا، مخاطرات و حتی فلسفه وجودی شان تفاوت های بنیادینی دارند.
کلرزن چیست و چگونه کار می کند؟
دستگاه کلرزن، تجهیزی برای تزریق کنترل شده کلر به جریان آب است. کلر (Cl₂) ماده ای گازی با خاصیت گندزدایی قوی است که از اواخر قرن نوزدهم به عنوان ماده ای مؤثر در ضدعفونی آب مورد استفاده قرار گرفت. کلرزن ها معمولاً به سه شکل کلی عمل می کنند:
- کلرزن گازی که کلر را به صورت گاز به سیستم تزریق می کند.
- کلرزن مایع که محلول های هیپوکلریت (مانند وایتکس صنعتی) را وارد آب می کند.
- کلرزن پودری یا قرصی که از دی اکسید کلر یا ترکیبات قرصی شکل استفاده می کند.
عملکرد دستگاه کلرزن به این صورت است که میزان مشخصی از کلر را، بر اساس دبی جریان و سطح آلودگی، وارد آب کرده و با اختلاط مناسب، زمان تماس لازم را فراهم می سازد تا باکتری ها، ویروس ها و انگل های موجود از بین بروند.
ازن ساز چیست و چه تفاوتی با کلرزن دارد؟
ازن ساز دستگاهی است که ازن (O₃) را به صورت لحظه ای تولید کرده و به جریان آب تزریق می کند. برخلاف کلر، ازن ماده ای ناپایدار است و باید در محل مصرف تولید شود. این گاز، یکی از قوی ترین اکسیدکننده های شناخته شده در طبیعت است و توانایی از بین بردن طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها، ویروس ها و حتی ترکیبات آلی پیچیده را دارد.
دستگاه های ازن ساز معمولاً بر اساس دو تکنولوژی ساخته می شوند:
- تخلیه الکتریکی که در آن با ایجاد جرقه در حضور اکسیژن، مولکول های O₂ به ازن تبدیل می شوند.
- اشعه فرابنفش که در آن تابش پرتو فرابنفش به مولکول اکسیژن باعث شکستن پیوندها و تولید ازن می شود.
ازن پس از ورود به آب، به سرعت با آلاینده ها واکنش نشان داده و به اکسیژن بازمی گردد؛ بدون اینکه محصول جانبی خطرناکی از خود باقی بگذارد.
مقایسه عملکردی ازن ساز و کلرزن
از منظر قدرت گندزدایی، ازن از کلر پیشی می گیرد. بر اساس مطالعات، ازن توانایی نابودی ویروس ها، انگل های مقاوم به کلر مانند کریپتوسپوریدیوم، و همچنین حذف برخی ترکیبات آلی خطرناک را دارد. در مقابل، کلر در برابر بعضی از پاتوژن ها ضعیف تر عمل می کند و نیازمند دوز بالاتری است.
همچنین، زمان تماس لازم برای ازن بسیار کمتر از کلر است. ازن می تواند در عرض چند ثانیه بر روی باکتری ها اثر بگذارد، در حالی که کلر برای عملکرد مؤثر به چند دقیقه زمان نیاز دارد. این موضوع در سیستم هایی با دبی بالا، یک مزیت کلیدی برای ازن ساز محسوب می شود.
مقایسه بقایای شیمیایی ازن ساز و کلرزن
یکی از انتقادات مهم به استفاده از کلر، تولید ترکیبات جانبی سرطان زا در تماس با مواد آلی موجود در آب است؛ ترکیباتی مانند تری هالومتان ها (THMs) و هالو استیک اسیدها (HAAs). این مواد در طولانی مدت می توانند برای مصرف کنندگان آب خطرآفرین باشند.
ازن، بر خلاف کلر، پس از انجام وظیفه خود به اکسیژن تجزیه می شود و ترکیب پایداری از خود باقی نمی گذارد. بنابراین استفاده از ازن ساز به طور بالقوه ایمن تر و دوستدار سلامت انسان و محیط زیست است. البته ازن نیز اگر در فضای بسته و با غلظت بالا نشت کند، می تواند خطرناک باشد و به دستگاه تنفسی آسیب بزند؛ لذا کنترل و ایمنی دستگاه های ازن ساز از اهمیت بالایی برخوردار است.
ملاحظات زیست محیطی: ردپای شیمیایی کمتر با ازن
کلر در محیط آزاد می تواند باعث بروز اختلالات زیست محیطی شود. پساب های کلرینه شده که وارد منابع طبیعی می شوند، تعادل اکولوژیکی آبزیان را بر هم می زنند. همچنین پسماندهای شیمیایی ناشی از مصرف کلر نیاز به خنثی سازی دارند.
در نقطه مقابل، ازن با اکسیژن بازگشتی اش، نه تنها آسیبی به محیط وارد نمی کند، بلکه در برخی موارد باعث بهبود کیفیت اکسیژن محلول در آب می شود. به همین دلیل، ازن سازها در تصفیه آب های بازگردانی شده و پروژه های احیای رودخانه ها، بسیار محبوب ترند.
هزینه راه اندازی و بهره برداری کلرزن و ازن ساز
یکی از نکاتی که بسیاری از بهره برداران در انتخاب سیستم گندزدایی مدنظر قرار می دهند، هزینه اولیه و هزینه جاری است. در این زمینه، کلرزن ها عموماً هزینه اولیه پایین تری دارند. خرید دستگاه، تأمین کلر و راه اندازی سیستم نسبتاً ساده است و نیاز به تخصص فنی خاصی ندارد.
اما در مقابل، دستگاه های ازن ساز، به دلیل نیاز به تجهیزات پیشرفته تر مانند ژنراتورهای تخلیه الکتریکی یا UV، کمپرسور هوا، و سیستم های ایمنی، از هزینه اولیه بیشتری برخوردارند. همچنین مصرف برق آن ها نسبت به کلرزن ها بالاتر است.
با این حال، هزینه کل چرخه عمر سیستم موضوعی پیچیده تر است. در کلرزن ها، مواد شیمیایی مصرفی به صورت پیوسته باید تأمین شوند و این وابستگی مداوم به زنجیره تأمین، در بلندمدت هزینه زا و گاهی چالش برانگیز است. از طرف دیگر، ازن در محل تولید می شود و نیاز به حمل و انبار مواد خطرناک وجود ندارد.
مقایسه نگهداری و ایمنی دستگاه کلرزن و ازن ژنراتور
کلرزن ها به دلیل سادگی در طراحی و عملکرد، نگهداری آسان تری دارند. بسیاری از اپراتورها در کارگاه ها، تأسیسات کوچک و روستاها، با دانش اولیه نیز می توانند از آن استفاده کنند. البته حمل و نگهداری کلر به ویژه در شکل گازی همواره با مخاطراتی همراه است و نیاز به رعایت پروتکل های ایمنی دارد.
در مقابل، ازن سازها به دلیل ساختار پیچیده تر، نیاز به نظارت دقیق تری دارند. کنترل الکترونیکی سیستم، تعمیر دوره ای الکترودها و اطمینان از سلامت سیستم های خنک کننده، بخشی از نگهداری روتین این تجهیزات است.
مقایسه کاربردهای پکیج تزریق کلر و ازن ساز
در انتخاب میان کلرزن و ازن ساز، شناخت کاربرد نهایی بسیار تعیین کننده است. برخی از کاربردهای رایج هر سیستم به شرح زیر است:
کلرزن ها در موارد زیر بیشتر استفاده می شوند:
- تأمین آب شرب شهری در مقیاس وسیع
- ضدعفونی آب استخرها
- تصفیه آب روستایی و اضطراری
- گندزدایی فاضلاب پیش از تخلیه
- ازن سازها در این حوزه ها ترجیح داده می شوند:
- تصفیه آب معدنی و آشامیدنی بسته بندی شده
- ضدعفونی تجهیزات پزشکی و دندان پزشکی
- حذف بو، رنگ و طعم نامطلوب در آب
- تصفیه پیشرفته در صنایع غذایی، دارویی و پتروشیمی
- تصفیه آب برگشتی یا احیای پساب های صنعتی
یکی از مزایای مهم ازن ساز در صنعت، توانایی آن در اکسیداسیون ترکیبات پیچیده آلی و حذف فلزات سنگین مانند آهن و منگنز است؛ چیزی که با کلر قابل انجام نیست یا نیاز به فرآیندهای مکمل دارد.
جهان در حال حرکت به سمت فناوری های پاک و پایدار است. سازمان بهداشت جهانی و آژانس های زیست محیطی، هر ساله هشدارهای بیشتری درباره اثرات جانبی کلر و ترکیبات جانبی آن منتشر می کنند.
انتهای پیام
