طريقة تعقيم مياه الشرب بالأوزون

تعقيم المياه بالأوزون هي الطريقة الأكثر فاعلية لتطهير ومعالجة المياه ، و المعتمدة من إدارة الأغذية والأدوية FDA لاستئصال السموم الموجودة في الماء ، وذلك بالنظر للخصائص الطبيعية لغاز الأوزون والتي تجعله مؤكسد قوي للغاية ، يتفوق في تدمير أنواع الملوثات الحية المختلفة من طفيليات وفيروسات وبكتريا ، بالإضافة إلى قدرته على تثبيط الملوثات الكيميائية مثل المبيدات الحشرية والمعادن السامة الموجودة في الماء ، بشكل أكثر فعالية من الكلور ،الأمر الذي جعل تعقيم مياه الشرب بالأوزون حاليا هي الطريقة الأكثر شيوعا لمعالجة المياه  ، حيث تمثل المياه المعقمة بالأوزون أكثر من تسعين في المائة من المياه النقية في العالم ، بما في ذلك المياه المعبأة في زجاجات .

تعقيم مياه الشرب بالأوزون :

·       الأوزون هو أحد مكونات طبقة الغلاف الجوي المحيطة بالأرض وتتمثل أهميته في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجية ذات الأضرار الكبيرة على الكائنات الحية .

·       يتكون غاز الأوزون من ثلاث ذرات أكسجين O في الصيغة الجزيئية O3 ، ويتكون الأوزون نتيجة تعرض الأكسجين في الهواء لتصريف تيار كهربائي قوي عبر الهواء ، حيث يتشكل في الغلاف الجوي العلوي عندما يمر البرق عبر الهواء .

·       الأوزون غاز عديم اللون له رائحة مشابهة لرائحة الهواء بعد حدوث عاصفة رعدية كبيرة .

·         الأوزون غاز غير مستقر سرعان ما ينحل مرة أخرى لينتج جزيء الأكسجين O2 + ذرة أكسجين حرة O  ، تعرف ذرات الأكسجين الحرة باسم الجذور الحرة ، وهي مادة مؤكسدة قوية وواحدة من أقوى المطهرات المتاحة في معالجة المياه .

جهاز توليد الأوزون   ozone generator :

·       يتطلب تعقيم المياه بالأوزون وجود جهاز ينتج هذا الغاز ، يسمى مولد الأوزون ozone generator ، حيث يتم توليد الأوزون من الأكسجين في وجود طاقة .

·       ويوجد نوعان من جهاز توليد الأوزون ، النوع الأول : جهاز توليد الأوزون من نوع ( CD) وهو يحاكي تصريف الالكترونات للبرق ، بواسطة حقل تفريغ كهربائي ، والنوع الثاني هو جها ز توليد الأوزون من نوع ( UV) ، وهو يحاكي الأشعة فوق البنفسجية التي تنبعث عن الشمس ، بالإضافة إلى هذه الطرق التجارية ، يمكن أيضًا تصنيع الأوزون من خلال تفاعلات التحليل الكهربي والكيميائي .

·       في جهاز توليد الأوزون من نوع UV حيث ينتج جهاز توليد الأوزون كمية كبيرة من غاز الأوزون بنفس الطريقة التي يتولد بها هذا الغاز في طبقات الجو العليا ، حيث تحاكي مصابيح الأشعة فوق البنفسجية عالية الكثافة الموجودة داخل جهاز توليد الأوزون ، الأشعة فوق البنفسجية الموجودة في الغلاف الجوي العلوي ، وعندما يمر الهواء المضغوط عبر الأشعة فوق البنفسجية في جهاز توليد الأوزون ، يتم تحويل الأكسجين الموجود في هذا الهواء إلى غاز الأوزون .

·       وفي جهاز توليد الأوزون من نوع CD  يعتمد توليد الأوزون على تمرير الهواء الجاف والنظيف من خلال تفريغ كهربائي عالي الجهد High Voltage Discharge. ، أي تفريغ الإلكترونات ، الذي يخلق الأوزون بتركيز حوالي 1٪ أو 10،000 مجم / لتر .

·        في معالجة النسب الصغيرة من التلوث في الماء ، تكون الأشعة فوق البنفسجية هي الأكثر شيوعًا في الاستخدام ، في حين تستخدم أنظمة التعقيم واسعة النطاق إما تفريغ الإكورون أو طرق إنتاج الأوزون السائبة الأخرى .

·       عدم استقرار جزيء الأوزون إلى كبير وعمره القصير نسبيا يعوق تخزينه أو نقله ، مما يتطلب أن يتم توليده في الموقع .

·       تتطلب معظم مولدات الأوزون غازًا نظيفًا وجافًا لتحقيق الإنتاج الأمثل .

·       و يمكن توليد الأوزون من أي مصدر للغاز يحتوي على جزيئات الأكسجين ، والمصادر الأكثر شيوعًا لتوليد الأوزون هي الأكسجين المضغوط المسال أو الهواء المضغوط في الغلاف الجوي .

·        يؤدي استخدام غاز الأكسجين النقي في توليد الأوزون إلى زيادة كفاءة توليد الأوزون ولكنه يزيد من تكلفة الإنتاج .

·        بينما يتطلب استخدام الهواء كمصدر أكسجين أن يتم ضغط الهواء وتنظيفه وتجفيفه (بمعنى إزالة الرطوبة) ، حيث يعمل ضغط الهواء على زيادة تركيز الأكسجين ، من خلال إزالة الجسيمات الخارجية مثل الأتربة والغبار باستخدام المرشحات ، كما يتم إزالة الرطوبة عن طريق خفض نقطة الندى عن طريق التبريد .

كيف يتم تعقيم الماء بالأوزون :

·       ثم يتم ضخ غاز الأوزون الذي تم إنتاجه في الماء بواسطة جهاز ضغط الهواء ( ناشر ) لكسر الغاز حيث أن الأوزون غير قابل للذوبان في الماء لذلك يتم تذويبه باللجوء إلى جهاز يعتمد على اتصال الهواء والماء  ، فينتج عن ذلك فقاعات مشبعة بالأوزون ، تختلط بمياه الخزان وتتفاعل مع مكوناتها ، فينتج عن هذا التفاعل تفكك غاز الأوزون O3 إلى جزيء أكسجين o2   ، وذرة أكسجين أحادية O تسمى بالأكسجين الذري .

·       أما عن جزيء الأكسجين في هذه الصورة O2 هو جزيء مستقر لا يميل إلى التفاعل ، أما ذرة الأكسجين الحرة O تبقى في حالة عدم استقرار إلى أن تتفاعل مع الماء H2O فتنتج جذور الهيدروكسيل المؤكسدة (HO•) التي تعطي الأوزون خاصية الأكسدة الخاصة به ، والقادرة على الفتك بالكائنات الحية الدقيقة والميكروبات والفيروسات .

·       أما عن الملوثات الصلبة والمعادن السامة التي توجد في الماء ، فإن ذرة الأكسجين الحر تتحد بالمعادن فيما يعرف بعملية الأكسدة والتي ينتج عنها أكاسيد غير ذائبة في الماء يحتجزها نظام ترشيح المياه .

·       تستغرق عملية تعقيم الماء بالأوزون من بضع ثوانٍ إلى 30 دقيقة ، حيث يتوقف زمنها على درجة تلوث المياه وتركيبها الكيميائي ، ودرجة الحموضة ودرجة حرارة الماء .

·       من الضروري استخدام شرائط اختبار الأوزون لقياس نسبة الغاز في الماء بعد توليدها وذلك للتحقق من ملائمة هذه النسبة لعملية التعقيم مقارنة بدرجة تلوث الماء .

·       من الضروري مرور الماء المعالج بالأوزون على أنظمة ترشيح ( فلتر ) لتنقية المياه من الأكاسيد الصلبة المتخلفة عن عملية الأكسدة .
كيفية تنظيف وتعقيم خزانات مياه الشرب

 فوائد تعقيم الماء بالأوزون :

1.    الأوزون هو مادة فعالة للغاية في تعقيم المياه ، فهي مادة مؤكسدة قوية ، لها القدرة على قتل مجموعة واسعة من الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض بطريقة الأكسدة .

2.    الأوزون هو مطهر أقوى من مركبات الكلور ، فهو مضاد قوي  يفتك بالطفيليات والفيروسات والأوليات الخطيرة مثل الجيارديا أو الكريبتوسبوريديوم ، وهو أمر غير ممكن من خلال المواد كيميائية الأخرى .

3.    تعقيم المياه بالأوزون لا يؤثر على درجة حموضة الماء ، وذلك أن عملية الأكسدة التي تحدث عند تفاعل الأوزون مع الملوثات تقضي بتحلل ذرة الأكسجين الزائدة في جزيء الأوزون عندما تتحول إلى أكسجين ، لذلك لا يخلق الأوزون مذاقا أو رائحة سيئة للماء ولا يترك أي بقايا صلبة ، بل على العكس ، فإن هذه الطريقة تضيف الأكسجين الذائب إلى الماء مما يعزز طعم الماء .

4.    يوفر الأوزون علاج آمن لمجموعة واسعة من المشاكل غير العضوية والعضوية والميكروبيولوجية ، التي تصيب الماء .

5.    تضمن خصائص الأكسدة التي يوفرها غاز الأوزون معالجة طعم ورائحة الماء ، حيث ينجح الأوزون في خفض تركيزات بعض المعادن في الماء ، مثل الحديد والمنجنيز والكبريت ، وذلك من خلال اتحاد ذرات الأكسجين الحر بتلك المعادن مكونة أكاسيد معدنية غير قابلة للذوبان في الماء ، ثم يتم التخلص من هذه الجسيمات الصلبة أثناء عملية فلترة وترشيح الماء .

6.    لا يقوم الأوزون فقط بالقضاء على الكائنات الدقيقة الموجودة في الماء ، بل يوقف أيضا تراكم الترسبات في الأنابيب وأنظمة المياه التي تعمل على تحسين جودة المياه بشكل كبير .

أهم مميزات معالجة المياه بالأوزون أنها تجنبنا إضافة أية مواد كيميائية إلى الماء .

أقرأ أيضًا :
كيفية تعقيم خزانات المياه بالأشعة فوق البنفسجية

عيوب تعقيم الماء بالأوزون :

1.    غاز الأوزون لا يمكن تخزينه أو نقله بسهوله ، بسبب سرعة تفككه .

2.    لا يوفر الأوزون حماية طويلة الأمد ضد الترسيبات ، لذلك يحتاج الماء المعالج بالأوزون إلى معالجة كيميائية إضافية باستخدام الكلور أو الكلورامينات ، عند الحاجة إلى نقله أو تخزينه لفترات طويلة .

3.    ينتج عن عملية معالجة مياه الشرب بالأوزون مواد قد تكون ضارة بصحة الإنسان مثل البرومات .

4.    أنظمة تنقية المياه بالأوزون يتطلب إنشائها تكلفة مادية باهظة ، وهذا ما يفسر عدم انتشارها على نطاق واسع في دول العالم ، فضلا عن احتياج هذه الأنظمة إلى عمال مدربين لصيانتها وتشغيلها وهو ما قدي صعب توفيره في كثير من الدول .

نؤكد دائما على ضرورة الاستعانة بجهة خبيرة موثوق بها للقيام بمهمة معالجة وتنقية المياه في منازلكم ، وأيضا ضرورة اختيار الجهة المعتمدة المناسبة لجلب أجهزة تنقية المياه ومستلزماتها حرصا على صحتكم .