خصائص تفاعل الأوزون
بناء على الخبرة معمولد الأوزونإن استخدام تكنولوجيا الأوزون في تطبيقات معالجة المياه، وتأثيراته وخصائصه هي كما يلي:
1. يمكن توليد الكمية المطلوبة من الأوزون في أي وقت وفي أي مكان، بمجرد توفر كمية صغيرة فقط.
2. الأوزون غير الكافي غير فعال، في حين أن الكميات الكافية هي الأمثل، مما يظهر ما يسمى "تأثير الكل أو لا شيء".
3. هناك تفاعلات مباشرة (أكسدة الأوزون) وتفاعلات غير مباشرة (تفاعلات الجذور الحرة).
4. ترتبط السرطنة والشيخوخة بالأنواع التفاعلية من الأكسجين، ولكن خصائص علاج الأنواع التفاعلية من الأكسجين لم يتم فهمها بالكامل بعد.
5. كلما ارتفع تركيز الأوزون وارتفع تركيز البيروكسيدات، زادت سرعة معدل التفاعل.
6. تتطلب عمليات معالجة المياه تقنية إذابة الأوزون وتقنية تعزيز التفاعل، وكل منهما يتطلب خزان تفاعل خاص به.
7. يتميز بقدرته الفائقة على تحليل الجزيئات ذات الوزن الجزيئي العالي إلى منتجات ذات وزن جزيئي منخفض؛ وعادةً ما تكون منتجات التفاعل محبة للماء وقابلة للتحلل بدرجة كبيرة.
8. يوفر أفضل تحسين في التعقيم وإزالة اللون والروائح والشفافية.
9. يتحلل الأوزون تلقائيًا إلى أكسجين غير ضار، مما يؤدي إلى عدم استهلاك الطاقة.
١٠. نظرًا لارتفاع تكلفة إنتاج الأوزون، هناك حاجة إلى تقنيات تستغلّ انحلال الأوزون بشكل كامل. ١١. يُمكن معالجة مواد لا تستطيع المعالجة البيولوجية معالجتها.
12. لا يتم إنتاج أي حمأة متبقية.
13. لا حاجة إلى أي كواشف.
ومن خصائص تفاعل المادة العضوية مع الأوزون، يمكن فهم أنمولد الأوزونيمكن معالجة المركبات العضوية غير المشبعة مباشرةً، مما يجعلها محبة للماء ويخفض وزنها الجزيئي، ولكنه لا يحولها إلى مواد غير عضوية. للمعالجة الشاملة (الكربنة)، يجب إدخال تفاعل الجذور الحرة باستخدام طرق أكسدة متقدمة. في المعالجة المباشرة بالأوزون، يمكن تفكيك بعض جزيئات اللون ومكونات الأوزون، ولكن يُتوقع أن يأتي الاختزال في المادة العضوية فقط من الأشكال المحبة للماء، ويكون الاختزال ضئيلاً للغاية. بعبارة أخرى، بعد معالجة الأوزون، يمكن الكشف عن المواد العضوية (مكونات الطلب الكيميائي للأكسجين) التي كان من الصعب اكتشافها سابقًا باستخدام تقنية الطلب البيولوجي البيوكيميائي، مما يزيد من قيمة تركيز الأكسجين العضوي (AOC) في المياه المعالجة. علاوة على ذلك، يمكن للبكتيريا في الطبيعة تحلل هذه المواد العضوية، كجزء من دورة المواد الطبيعية.
تشمل العوامل المستخدمة حاليًا في عمليات التعقيم والتطهير الأشعة فوق البنفسجية، والأوزون، والكلور، وثاني أكسيد الكلور. وبشكل عام، يعود تأثير الكلور في التطهير بشكل رئيسي إلى تفاعل حمض الهيبوكلوروس (HoCl) مع الكلور الجزيئي مثل Cl2، مما يُسهّل مروره عبر الأغشية الخلوية. يؤثر الكلور المذاب في البروتوبلازم مباشرةً على الحمض النووي (DNA)، وهو جوهر الكائن الحي، حيث يرتبط به ويتسبب في تحلله وموته. أما الأوزون، فله خصائص مؤكسدة قوية، ويتفاعل عشوائيًا مع العديد من المركبات العضوية غير المشبعة، مما يُسبب ترسب البروتوبلازم. وفي النهاية، لا يستطيع الكائن الحي البقاء على قيد الحياة. ويرتبط تأثير التعقيم بالكلور بالجرعة؛ فكلما قلّ الكلور، انخفضت النتائج، بينما زادت الفعالية.
في عملية التعقيم بالأوزون، يجب استهلاك كمية معينة من الأوزون لكل وحدة حجم من الخلايا لتحقيق التأثير المطلوب؛ وإلا، فلن يكون هناك أي تأثير. لذلك، قبل تحقيق التأثير المطلوب، يُستهلك الأوزون بمعدل مُنذر بالخطر؛ يُعرف هذا التأثير باسم "تأثير الكل أو لا شيء".
