استخدام الأوزون في مياه الصنبور
يُنفَّذ هذا المشروع بموجب اتفاقية امتياز. تبلغ الطاقة التصميمية لمحطة المياه 30,000 متر مكعب يوميًا، وتسحب المياه من فرع جيانآن لخط أنابيب مياه يانلينغ عند نقطة تحويل المياه رقم 17 من القناة الرئيسية لمشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال. تستخدم محطة معالجة المياه عملية معالجة المياه المتطورة عالميًا "باستخدام غشاء الترشيح الفائق بالأوزون"، مما يُنتج مياهًا بجودة تتفوق بكثير على محطات المياه التقليدية، ويُلبي معايير مياه الشرب.
1. مبدأ تعقيم الأوزون
فعالية الأوزون: هو عامل مؤكسد قوي له أربع وظائف رئيسية: التعقيم، والأكسدة، وإزالة اللون، وإزالة الروائح.
مميزات تعقيم الأوزون: إنه واسع النطاق، فعال للغاية، صديق للبيئة، سهل التشغيل، اقتصادي، مستقر، وله عمر طويل.
مميزات الأوزون: الأوزون هو مؤكسد قوي واسع الطيف وصديق للبيئة وآمن مع قدرة تطهير 600-3000 مرة أكبر من الكلور.
2. تطبيقات الأوزون في شبكات المياه
1. إزالة الملوثات العضوية
غالبًا ما تحتوي مياه الصنبور على ملوثات عضوية متنوعة، مثل البنزين والفينول والتولوين والفورمالديهايد. لا تؤثر هذه الملوثات العضوية على طعم الماء وسلامته فحسب، بل تؤثر أيضًا على تفاعلاته الكيميائية وفعالية تطهيره. يتميز الأوزون بقدرة أكسدة قوية، مما يُمكّنه من تحويل هذه الملوثات العضوية إلى مواد غير ضارة. في معالجة مياه الصنبور، يمكن استخدام الأوزون كمؤكسد قوي لإزالة الملوثات العضوية من الماء.
عند خلط ماء الصنبور مع الأوزون، وبفضل قدرته القوية على الأكسدة، يُمكن للأوزون أكسدة المواد العضوية في الماء مباشرةً، محولًا إياها إلى ثاني أكسيد الكربون وماء. يتميز تفاعل الأكسدة هذا بالسرعة والفعالية الفائقة، إذ يُحلل الملوثات العضوية في الماء ويزيلها بسرعة.
2. تحسين إمكانات الأكسدة والاختزال للماء
يُعدّ جهد الأكسدة والاختزال معيارًا بالغ الأهمية في معالجة مياه الصنبور. يُشير جهد الأكسدة والاختزال إلى نسبة تركيز عوامل الاختزال إلى عوامل الأكسدة في الماء. في مياه الصنبور، غالبًا ما يؤدي انخفاض جهد الأكسدة والاختزال إلى خصائص غير مرغوب فيها، مثل التحلل غير الكامل للملوثات العضوية وظهور لون أخضر. يمكن للأوزون أن يؤكسد الملوثات العضوية ومواد أخرى في الماء، مما يزيد من جهد الأكسدة والاختزال ويُحسّن خصائصه.
3. قتل البكتيريا في الماء
تُعدّ البكتيريا الموجودة في الماء من أهمّ الأهداف التي يجب إزالتها أثناء معالجة مياه الصنبور. وإذا لم تُزال، فقد يكون لها تأثيرٌ كبيرٌ على صحة الإنسان. يتميز الأوزون بخصائص قوية مُبيدة للبكتيريا ومعقّمة، ويمكن استخدامه لتطهير مياه الصنبور.
تعمل آلية التعقيم والتطهير بالأوزون عن طريق تعطيل بنية غشاء الخلية وجزيئات الحمض النووي في الخلايا. عندما يتدفق الماء من خلال مولد الأوزون، يتم حقن غاز الأوزون في الماء، حيث يتلامس مع البكتيريا، ويدمر بنيتها البيولوجية ويمنعها من التكاثر والبقاء على قيد الحياة. طريقة التطهير هذه فعالة للغاية ويمكن أن تقتل مجموعة واسعة من البكتيريا في الماء.
4. إزالة الروائح من الماء
قد تحتوي مياه الصنبور على روائح كريهة ومختلفة، مثل رائحة الكلور الكريهة. يمكن لمولد الأوزون إزالة هذه الروائح. ولأن جزيئات الأوزون أكثر نشاطًا من جزيئات الكلور، فإن غاز الأوزون قادر على أكسدة المواد ذات الرائحة الكريهة في الماء وتحويلها إلى مواد غير ضارة، وبالتالي إزالة الروائح.
3. طرق خلط الأجهزة الشائعة لمعالجة الأوزون في محطات المياه
١. قاذف الماء: جهاز شائع الاستخدام لخلط الهواء والماء. يُركّب على أنبوب مدخل خزان الماء النظيف. يستخدم هذا الجهاز الضغط داخل أنبوب المدخل مباشرةً لخلط الماء والهواء قبل دخوله إلى خزان الماء النظيف. أو يُمكن توصيل أنبوب من أنبوب المخرج الرئيسي لمضخة الماء بالقاذف، حيث يمتزج مع الأوزون قبل دخوله إلى خزان الماء، دون المرور عبر أنبوب المدخل.
٢. استخدم خلاطًا حلزونيًا ثابتًا. ثبّته على أنبوب مدخل خزان المياه النظيفة. يُمزج الأوزون والماء في الخلاط قبل دخوله إلى خزان المياه النظيفة.
٣. استخدم برج أكسدة الأوزون بالتلامس أو خزان أكسدة الأوزون. يدخل الماء إلى برج أو خزان التلامس ويُخلط بالأوزون قبل دخوله خزان المياه النظيفة. هذه الطريقة أكثر تكلفة، لكن تأثير الخلط أفضل. تستخدم هذه الطريقة برجًا طويلًا لرش الماء من الأعلى لتكوين رذاذ. ثم يُدخل غاز الأوزون من الأسفل، بعكس اتجاه تدفق الماء، مما يضمن التلامس الكامل بين غاز الأوزون والماء، مُكوّنًا ماء الأوزون.
جرعة الأوزون: يعتمد التأثير القاتل للبكتيريا للأوزون في المقام الأول على محتوى الأوزون في الماء، ودرجة تشتت غاز الأوزون في الماء (أي ما إذا كان مختلطًا بالتساوي وبشكل كامل)، ووقت التلامس بين الأوزون والماء.
