پانی کے علاج میں اوزون کا استعمال

پانی کے علاج میں اوزون کا استعمال

1.1 اوزون کا استعمال

1840 میں ، سوئس کیمیا دان Schōnbein نے اوزون کے وجود کی تصدیق کی۔ 1886 میں ، فرانسیسی میریٹیئنس نے دریافت کیا کہ اوزون کا جراثیم کش اثر ہے۔ 1893 میں ، نیدرلینڈز نے اوزون کو سب سے پہلے پانی کی صفائی کے لئے استعمال کیا۔ 1906 میں ، فرانس کے شہر نائس نے بڑے پیمانے پر پانی صاف کرنے والے پودوں میں پانی کی صفائی کے لئے اوزون کا استعمال کیا۔ اس کی عمر تقریبا 100 100 سال ہوچکی ہے۔

اس میں اوزون آکسیکرن کی مضبوط قابلیت ہے ، اسے جراثیم کش اور نسبندی کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، اور اس کی تیز رفتار ہے۔ اوزون تحلیل شدہ لوہے اور مینگنیج کو آکسائڈائز کرسکتے ہیں تاکہ اونچی قیمت میں تلچھٹ بن سکے ، جس سے اسے ہٹانا آسان ہو۔ یہ زہریلا اور نقصان دہ مادوں جیسے سائینائڈ اور فینول کو بے ضرر مادوں میں آکسائڈائز کرسکتی ہے۔ یہ آکسیڈائز اور بدبو اور رنگ پیدا کرنے والے ماد ؛وں کو ، اس طرح سے بدبو کو کم کرنے اور کروما کو کم کر سکتا ہے۔ یہ میکوموولیکولر نامیاتی مادوں کو آکسائڈائز اور گلنا کرسکتے ہیں جو چھوٹے اور درمیانے درجے کے انوق نامیاتی مادوں میں سڑنا مشکل ہوجاتے ہیں ، جس سے انہیں بایڈ گریڈ کرنے میں آسانی ہوتی ہے۔ اوزون پریٹریٹمنٹ کا استعمال مائیکرو فلوکولیشن کے بہاؤ کے معیار کو بڑھاوا بھی سکتا ہے۔ اوزون کا استعمال علاج کے دوران نقصان دہ سہ رخی مادہ پیدا نہیں کرتا ہے۔

اس وقت دنیا میں پانی کے ہزاروں پودے ہیں جو علاج اور جراثیم کشی کے لئے اوزون کا استعمال کرتے ہیں۔ پینے کے پانی کی گہرا تطہیر کے لئے اوزون کو بڑے یورپی شہروں میں آلودگی کو دور کرنے کے ایک اہم وسیلہ کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔ 1970 کی دہائی کے اوائل سے ، بہت سے ممالک نے شہری گند نکاسی آب ، صنعتی گندے پانی اور گردش کرنے والا ٹھنڈا پانی میں اوزون کے استعمال کا بھی مطالعہ کیا ہے ، اور اس کی بہت سی کامیاب مثالیں بھی ملتی ہیں۔ 1970 کی دہائی کے وسط سے ، چین نے پینے کے آلودہ پانی کے ذرائع کے علاج کے لئے اوزون آکسیکرن عمل کے استعمال پر تجرباتی تحقیق بھی شروع کردی ہے۔ اس وقت چین میں پانی کے درجنوں پودے ہیں جو اصل پیداوار میں استعمال ہوتے ہیں۔

1.2 اوزون کی جسمانی خصوصیات

O3 ایک غیر مستحکم گیس ہے جس میں ایک خاص تندرست گند ، عام درجہ حرارت پر ہلکا نیلا اور مائع میں گہرا نیلا ہوتا ہے۔ عام طور پر استعمال آکسائڈائزنگ ایجنٹوں میں O3 سب سے زیادہ آکسائڈائزنگ ایجنٹ ہے۔ پانی میں ریڈوکس کی صلاحیت 2.07V ہے ، جبکہ کلورین 1.36V اور کلورین ڈائی آکسائیڈ 1.50V ہے۔ اس کے علاوہ ، O3 انتہائی سنکنرن ہے۔

O3 ہوا میں O2 میں آہستہ آہستہ گل جائے گا ، اور اسی وقت بہت ساری حرارت جاری کرے گا۔ جب اس کی حراستی 25٪ سے تجاوز کر جائے گی تو ، یہ آسانی سے پھٹ جائے گی۔ تاہم ، اوزونائزڈ ہوا میں O3 کی حراستی عام طور پر 10٪ سے زیادہ نہیں ہے ، اور کوئی دھماکہ نہیں ہوگا۔

معیاری دباؤ اور درجہ حرارت پر ، خالص اوزون میں محلول آکسیجن سے 10 گنا زیادہ اور ہوا سے 25 گنا زیادہ ہوتا ہے۔ 0 ڈگری سینٹی گریڈ پر ، پانی میں خالص اوزون کا محلول 1.371g / L تک پہنچ سکتا ہے۔ O3 پانی میں غیر مستحکم ہے ، نجاست پر مشتمل ایک آبی حل میں تیزی سے O2 میں گھل جاتا ہے ، اور ایک انتہائی نسبندی مادہ تیار کرتا ہے جیسے مونواٹک آکسیجن (O) اور ہائیڈروکسیل (OH) جو انتہائی آکسائڈائزنگ ہیں۔ ہائیڈروکسل گروپ کی ریڈوکس صلاحیت 2.80V تھی۔ 20 ° C پر ، نلکے کے پانی میں O3 کی نصف زندگی تقریبا 20 منٹ ہے۔

1.3 اوزون آکسیڈیٹو ڈس میکانزم

جب O3 پانی میں تحلیل ہوجاتا ہے تو ، دو ردعمل پائے جاتے ہیں: ایک براہ راست آکسیکرن ، رد عمل کی شرح سست ہے ، انتخاب زیادہ ہے ، اور خوشبو دار مرکبات جیسے فینول ، ایتھنول ، امائن ، اور اسی طرح سے رد عمل ظاہر کرنا آسان ہے۔ دوسرا سلسلہ ردعمل ہے جس کی ابتدا O3 کے سڑنے سے ہائڈروکسیل ریڈیکلز بنانے کے لئے کی گئی ہے۔ اس رد عمل سے ایک بہت ہی فعال ، انتہائی آکسیڈائزنگ منوٹومی آکسیجن (O) بھی پیدا ہوتا ہے جو پانی میں نامیاتی مادہ ، بیکٹیریا اور مائکروجنزموں کو فوری طور پر گل کر دیتا ہے۔

O3 → O2 + (O)

(O) + H2O → 2OH

ہائڈروکسیل گروپ ایک مضبوط آکسیڈینٹ اور ایک کاتلیسٹ ہے ، اور زنجیروں کا رد عمل پانی میں موجود نامیاتی مادے کو مکمل طور پر ہراساں کرنے کا سبب بنتا ہے۔

جب حل کی پییچ قیمت 7 سے زیادہ ہو تو ، O3 کی خود کشی سخت ہوجاتی ہے ، اور بنیاد پرست قسم کا رد عمل غالب ہوتا ہے۔ یہ رد عمل تیز ہے اور انتخاب کم ہے۔

یہ مذکورہ بالا طریقہ کار سے دیکھا جاسکتا ہے کہ O3 پانی میں زیادہ تر نامیاتی مادوں کو آکسائڈ کر سکتا ہے تاکہ پانی کی صفائی میں کمی آسکے ، اور فینول ، امونیا نائٹروجن ، آئرن اور مینگنیج جیسے غیر نامیاتی مادے کو آکسائڈائز کرسکتے ہیں۔ اس کے علاوہ ، O3 میں آکسیکرن میں کمی کی اعلی صلاحیت موجود ہے ، جو بیکٹیریا کی خلیوں کی دیوار کو تباہ یا گل کر سکتا ہے ، مائکروبیل سیل جھلی کے ذریعے آسانی سے خلیوں میں پھیلا سکتا ہے اور اس میں انزیمز جیسے نامیاتی مادوں کو آکسائڈائز کرتا ہے۔ یا سیل جھلیوں ، ٹشو ڈھانچے ، وغیرہ کے پروٹین ، رائبنکلیک ایسڈ ، وغیرہ کو ختم کردیں۔ اس سے سیل کی موت ہوتی ہے۔ لہذا ، O3 طحالب نسبندی کو ختم کرسکتا ہے اور مائکروجنزموں کو مضبوط جیورنبل جیسے وائرس اور بیجانیوں کے ساتھ بھی غیر فعال کرسکتا ہے۔

1.4 اوزون کی آکسیکرن اور ڈس انفیکشن کی خصوصیات

(1) او 3 ثانوی آلودگی کے بغیر ایک انتہائی موثر آکسائڈنٹ ہے۔ یہ عام آکسیڈینٹ (O3> ClO2> Cl2> NH2Cl) میں سب سے زیادہ آکسائڈائزنگ ایجنٹ ہے ، اس کی آکسیکائزنگ صلاحیت کلورین سے دوگنی ہے ، اور اس کی جراثیم کشی کی صلاحیت کلورین کے سیکڑوں بار ہے۔ یہ پانی میں نامیاتی مادے کو آکسائڈائز اور گلنا کرسکتے ہیں ، غیر نامیاتی کم کرنے والے مادوں کو آکسائڈائز اور دور کرسکتے ہیں ، اور پانی میں بیکٹیریا ، طحالب ، پیتھوجینز وغیرہ کو جلدی سے ہلاک کرسکتے ہیں۔

(2) O3 ڈس انفیکشن پی ایچ ، پانی کے درجہ حرارت اور پانی میں امونیا کے مواد سے کم متاثر ہوتا ہے ، لیکن اس میں کچھ مخصوص انتخاب بھی ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر ، سبز سڑنا اور پینسلیم O3 کے خلاف مزاحم ہیں اور اسے مارنے میں کافی وقت لگتا ہے۔ جب O3 پینے کے پانی کی ڈس انفیکشن کے لئے استعمال کیا جاتا ہے تو ، پانی کی گندگی اور رنگ کا جراثیم کشی اور نس بندی کے اثر پر اثر پڑتا ہے ، اور O3 کا کافی حصہ غیر نامیاتی مادوں اور نامیاتی مادوں کے آکسیڈیٹیو گلنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

()) O3 مائکروجنزموں ، آبی پودوں اور طحالب جیسے سوکشمجیووں سے پیدا ہونے والی بو اور ذائقہ کو دور کرتا ہے اور اس کے اچھے اثرات پڑتے ہیں۔ ڈیکلیورائزیشن کی اہلیت کل 2 اور کل او 2 سے کہیں زیادہ موثر اور تیز ہے۔

(4) O3 کو شامل کرنے سے چھوٹے ذرہ سائز کے ذرات کی سطح چارج کی نوعیت اور سائز تبدیل ہوسکتے ہیں ، تاکہ چارج کردہ چھوٹے ذرات کو جمع کیا جاسکے۔ اسی وقت ، تحلیل شدہ نامیاتی مادے کے O3 آکسیکرن کے عمل میں ، وہاں بھی "مائکروفلوکولیشن" ہوتا ہے ، جس کا اثر جمنا کو بہتر بنانے کا ہوتا ہے۔ یقینی طور پر کام کرتا ہے۔

(5) O3 ڈس انفیکشن اثر اچھا ہے ، خوراک چھوٹا ہے ، اثر تیز ہے ، کوئی نقصان دہ مادہ جیسے کہ کلوروفارم نہیں تیار ہوتا ہے ، اور پانی میں ایک اچھی حسی اشاریہ ہوتا ہے۔ کچھ سخت وائرسوں پر O3 کے غیر فعال ہونے کا اثر کلورین کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے ، لیکن پانی میں O3 کی گلنے کی شرح تیز ہے ، اور پائپ نیٹ ورک میں بقیہ جراثیم کشی کی ایک خاص مقدار کو برقرار رکھنا ناممکن ہے۔ لہذا ، O3 ڈس انفیکشن کے بعد عام طور پر پانی میں کلورین ڈس کی ایک چھوٹی سی مقدار شامل کردی جاتی ہے۔ ایجنٹ۔

()) او ma میکرومولوکولر نامیاتی مادے کو آکسائڈائز اور گلنا کرسکتے ہیں جو پانی میں آسانی سے چھوٹے سالماتی نامیاتی مادے میں نہیں ہٹتے ہیں ، اور پانی میں آکسیجنٹیٹ کو آلودہ آکسیجن میں اضافے کے ل. ، جو بعد میں ہونے والے علاج (خاص طور پر حیاتیاتی علاج) کے لئے بہتر شرائط مہیا کرتا ہے۔ تاہم ، معاشی نقطہ نظر سے ، شامل کردہ O3 کی مقدار زیادہ نہیں ہوسکتی ہے ، لہذا آکسیکرن مکمل نہیں ہے۔ اگر اس کے بعد کے عمل کو صحیح طریقے سے سنبھالا نہیں گیا تو ، ٹرائالومیٹین جیسے مضر مادے بھی تیار ہوسکتے ہیں۔

(7) پانی کی صفائی کے عمل میں ، نئے ٹرائالومیٹینز کو زیادہ سے زیادہ پیدا نہیں کیا جانا چاہئے۔ ٹرائالومیٹینز کی تشکیل کی وجہ سے ، O3 کو آکسائڈائزیشن اور اسے دور کرنا بھی مشکل ہے۔

1.5 اوزون کی تیاری اور معاشی تجزیہ

O3 تیار کرنے کے طریقوں میں خاموش خارج ہونے والے مادہ کا طریقہ ، ایک تابکاری کا طریقہ ، ایک بالائے بنفشی طریقہ ، اور ایک برقی تجزیہ کا طریقہ شامل ہے۔ خاموشی خارج ہونے والے مادہ کو عملی پانی صاف کرنے والے پلانٹ کی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے۔

آکسیجن (O2¬) کو او 3 میں تبدیل کرنے کے لئے ، او او بانڈ کو آکسیجن ایٹم میں توڑنے کے ل first پہلے بڑی مقدار میں توانائی کا ہونا ضروری ہے۔ آکسیجن پر آلودگی پھیلانے کے لئے آکسیجن پر بمباری کرنے کے لئے تیز رفتار الیکٹرانوں کا استعمال خاموشی سے خارج ہوتا ہے:

او 2 = 2 او

کچھ الگ ہوجانے کے بعد آکسیجن کے کچھ جوہری ایٹمیشن:

3 او = او 3

کچھ کو آکسیجن میں دوبارہ ترکیب دیا جاتا ہے ، اور کچھ کو آکسیجن کے ساتھ مل کر O3 تشکیل دیا جاتا ہے:

O + O2 = O3

مذکورہ بالا رد عمل سبھی الٹ سکتے ہیں ، اور پیدا شدہ O3 آکسیجن کے جوہریوں میں بھی گل جاتا ہے۔ لہذا ، خارج ہونے والے مادہ والے خطے میں سے گزرنے والی آکسیجن کا صرف ایک حصہ O3 بن سکتا ہے ، لہذا تیار شدہ O3 عام طور پر O3 کی ایک خاص حراستی والی ہوا سے مراد ہے ، جسے اوزونائز ہوا کہا جاتا ہے ، خالص اوزون گیس نہیں۔

ہر ایک کلو O3 تیار کردہ کے لئے ، نظریاتی توانائی کی کھپت 0.836 کلو واٹ ہے۔ جب ہوا کو O3 تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے تو ، صرف 4 سے 6٪ برقی توانائی موثر کام کے لئے استعمال ہوتی ہے۔ دراصل ، ہر ایک کلو O3 میں 15 سے 20 کلو واٹ فی گھنٹہ خرچ ہوتا ہے۔ خالص آکسیجن کے ساتھ O3 پیدا کرنے میں بجلی کی کھپت میں تقریبا نصف کی کمی واقع ہوسکتی ہے۔

آرٹ کی موجودہ حالت کے مطابق ، O3 کے پیداواری مواد کو ہوا ، خالص آکسیجن ، اور مائع آکسیجن میں تقسیم کیا گیا ہے۔

مائع آکسیجن کا استعمال عام طور پر چھوٹے اور درمیانے درجے کے پیمانے (اوزون کی مقدار <50 کلوگرام="" گھنٹہ)="" کے="" لئے="" موزوں=""> خالص دباؤ سائٹ پر دباؤ سوئنگ جذب یا ویکیوم جذب کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے ، اور اوزون> 50 کلوگرام / گھنٹہ کے پیمانے کے لئے موزوں ہے۔ او 3 خشک ہوا کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے ، اور اوزون کا حراستی عام طور پر 1 سے 3٪ ہوتا ہے۔ خالص آکسیجن یا مائع آکسیجن کے ذریعہ تیار شدہ اوزون کی حراستی تقریبا 10٪ تک پہنچ سکتی ہے ، اور O3 کے لئے ہوا کی بجلی کی کھپت تقریبا دو دیگر طریقوں سے ہے۔ 2 بار.

متعلقہ اطلاعات کے مطابق ، خشک ہوا کا استعمال ، سائٹ پر خالص آکسیجن ، O3 حاصل کرنے کے لئے مائع آکسیجن کے تین طریقوں کی خریداری ، O3 کی فی کلوگرام پیداوار لاگت تقریبا 16.0 یوآن ، 12.0 یوآن اور 17.3 یوآن ہے۔ یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ سائٹ پر خالص آکسیجن تیار کرنے کا طریقہ سب سے کم ہے۔ اگر خوراک 5 ملی گرام / ایل ہے تو ، O3 استعمال کرتے ہوئے فی ٹن پانی کے علاج معالجے کی قیمت 0.06 یوآن ہے۔

اصل انجینئرنگ میں ، O3 تنہا استعمال نہیں ہوتا ہے ، اور یہ اکثر پینے کے پانی کے جدید علاج کے ل for دانے دار متحرک کاربن کے ساتھ مل کر استعمال ہوتا ہے ، یعنی اوزون چالو کاربن واٹر ٹریٹمنٹ عمل اچھے اثر کے ساتھ۔ پیداواری لاگت کا تجزیہ کیا جاتا ہے۔ جب واٹر پلانٹ کا پیمانہ 50،000 اور 400،000 ٹن / دن کے درمیان ہوتا ہے ، اوزون چالو کاربن کے عمل سے پانی کی پیداواری لاگت میں 0.10 اور 0.15 یوآن / ٹن کے درمیان اضافہ ہوتا ہے۔ چین میں واٹر ورکس کی واٹر سپلائی کی حیثیت کے مطابق ، پانی کے معیار اور لوگوں کے معیار زندگی کی بہتری پر غور کرتے ہوئے یہ عمل مکمل طور پر قابل قبول ہے۔

1.6 اوزون کے استعمال میں دشواری

O3 میں آکسیکرن کی مضبوط صلاحیت ہے ، لیکن یہ کامل نہیں ہے۔ O3 کی اطلاق میں بھی کچھ دشواری ہیں ، اور O3 ضمنی مصنوعات لے کر آئیں گے۔

مائکرو آلودگی والے پانی کے منبع میں بہت ساری قسم کے نامیاتی مادے موجود ہیں ، اور O3¬ نامیاتی ماد withے کے ساتھ انٹرمیڈیٹ مصنوعات کا ایک سلسلہ تشکیل دے سکتا ہے۔ ان سب کی جانچ کرنا بہت مشکل ہے۔ لہذا ، ورلڈ ہیلتھ آرگنائزیشن (ڈبلیو ایچ او) او by ضمنی مصنوعات کے اشارے کے طور پر برو میٹ اور فارملڈہائڈ استعمال کرتی ہے۔

معاشی وجوہات کی بناء پر ، O3 کی مقدار میں میکومومولیکولر نامیاتی مادے کو مکمل طور پر غیر منظم کرنے کے ل enough اتنا بڑا ہونے کا امکان نہیں ہے۔ اس کے علاوہ ، یہاں تک کہ اگر O3 کو اضافی طور پر شامل کیا جائے تو ، دوسرے مادے ظاہر ہوں گے ، اور نامیاتی مادے کو مکمل طور پر معدنیات سے دوچار کرنا ناممکن ہے کیونکہ O3 انتہائی آکسیکرن ہے۔ زیادہ تر نامیاتی آلودگیوں سے تیار شدہ آکسیجنشن مصنوعات O3 کے مزید گلنے کی راہ میں رکاوٹ بن سکتی ہے ، جس سے O3 کے لئے ان انٹرمیڈیٹس کو مکمل طور پر آکسائڈائز کرنا ناممکن ہوجاتا ہے ، جیسے گلیسٹرول ، ایتھنول ، ایسیٹک ایسڈ ، اور اس طرح کے۔ ایک ہی وقت میں ، O3 امونیا نائٹروجن کو مؤثر طریقے سے نہیں ہٹا سکتا ہے ، اور پانی میں نامیاتی کلورائد پر آکسیکرن کا کوئی اثر نہیں ہے۔

O3 علاج زہریلا مادے کی تشکیل کے ل organic نامیاتی مادوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے جیسے غیر سیر شدہ الڈی ہائیڈس اور ایپوسی مرکبات ، جس کا انسانی صحت پر منفی اثر پڑتا ہے۔ اگر پانی میں مزید برومائڈ آئنز شامل ہیں تو ، او 3 اسے ہائپوبروومس ایسڈ کو آکسائڈائز کرے گا۔ ہیلوجینسیس ڈس انفیکشن بائی پروڈکٹ کے پیشگی کے ساتھ ہائپوبرووموس ایسڈ کا رد عمل برومفارم اور دیگر برومینٹڈ ڈس انفیکشن کے ذریعے مصنوعات تیار کرتا ہے۔ برومائڈ آئن کو مزید برومائٹ آئن میں آکسائڈائز بھی کیا جاسکتا ہے ، جس کے نتیجے میں بہتے ہوئے پانی میں ایک مثبت تغیر پیدا ہوتا ہے۔ اوزونشن کے بعد پانی میں نامیاتی کاربن (AOC) کی تطبیق بیکٹیریا کو پانی میں دوبارہ پیدا کرنے کا سبب بن سکتی ہے۔ پائپ نیٹ ورک میں کافی مقدار میں بقایا جراثیم کشی برقرار رکھنے کے ل o ، اوزون کے علاج کے بعد کلورین یا کلورامین کا اضافہ بالترتیب ٹرائکلورونٹومیٹین اور سائونوجن کلورائد پیدا کرے گا ، جو نئی ڈس انفیکشن بائی پروڈکٹ بن جائے گا۔ زہریلا تاحال واضح نہیں ہے۔ . بعض کیڑے مار ادویات کے ل O ، O3 آکسائڈائزڈ مصنوعات زیادہ مؤثر ہوسکتی ہیں۔

عام طور پر ، اگرچہ او 3 کا استعمال اس وقت کیا جاتا ہے جب مصنوعات کی تشکیل ہوتی ہے ، عام طور پر ، حراستی زیادہ نہیں ہوتی ہے اور زہریلا کا مسئلہ سنگین نہیں ہوتا ہے۔ موجودہ تحقیق کے مطابق ، O3 مصنوعات کی مقدار اور زہریلا اور بہاؤ کی اتپریرک سرگرمی کے لحاظ سے Cl2 اور ClO2 سے زیادہ مطلوبہ ہے۔