Published in: البيئة

معالجة المياه بالأوزون – الآلية والمزايا

Author د. هالة وتار

Published on: 12 مايو، 2024

د. هالة وتار

تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هو الأوزون؟

الأوزون غاز لونه يميل إلى الزرقة، عديم اللون والرائحة، يحتوي جزيء غاز الأوزون (O3) على ثلاث ذرات أوكسجين، وهو ذو فعاليةٍ كيميائية عالية كونه مؤكسداً قوياً.

ما هو الماء المؤوزن؟

الماء المؤوزن أو الماء المعالج بالأوزون: هو الماء الذي يتمُّ تغيير درجة حموضته (pH)، بإضافة مادةٍ حمضية لزيادة درجة حموضة الماء، أو إضافة مادةٍ قلوية لتقليل درجة حموضة الماء.

مولدات الأوزون لمعالجة المياه

مولد الأوزون (Ozone generator) لمعالجة المياه هو جهاز ينتج غاز الأوزون لاستخدامه في معالجة المياه. إن تمرير تيارٍ كهربائي عبر غاز الأوكسجين يعمل على تفكيك جزيئة الأوكسجين (O2) إلى ذرتي أوكسجين (O) لتتحد فيما بعد مع جزيئات الأوكسجين مكونةً الأوزون (O3)، ويوجد نوعان رئيسيان من مولدات الأوزون: ^[1]

1- مولدات عالية التردد

تستخدم تيارًا كهربائيًا عالي التردد لتوليد الأوزون، تمتاز هذه المولدات بكفاءةٍ عالية في توليد الأوزون، ولكنها أكثر تكلفةً من المولدات الأخرى.

2- مولدات منخفضة التردد

تستخدم تيارًا كهربائيًا منخفض التردد لتوليد الأوزون، وتمتاز هذه المولدات بتكلفةٍ وكفاءةٍ أقل من المولدات عالية التردد.

 ما هي آلية معالجة الماء بالأوزون؟

يعتمد مبدأ علاج المياه بالأوزون على ميزة أن الأوزون مؤكسد قوي، مما يمكنه من تحطيم الروابط الكيميائية للجزيئات، وبذلك يتمُّ القضاء على البكتيريا والفيروسات، والتخلص من المعادن الثقيلة، والمواد العضوية الملوثة للمياه. وتتم معالجة المياه بالأوزون على عدة مراحل: ^[2]

1- تخثير المياه

يتمُّ تخثير المياه بواسط خلاط لتفتيت الجسيمات العالقة في المياه، وزيادة احتمالية تفاعلها مع الأوزون.

2- التخصيب بالأوزون

يمرر في المياه غاز الأوزون الناتج من مولدات الأوزون، عبر جهازٍ مسامي يساعد على تمرير غاز الأوزون على شكل فقاعاتٍ صغيرة، ويساعد على ذوبانه في الماء، ويعتمد تركيز الأوزون على نوع المياه، وكمية وأنواع الملوثات المفترض معالجتها.

بشكلٍ عام، تتراوح نسبة الأوزون في مياه الشرب (0.003-0.001) جزء في المليون، وهي نسبةٌ آمنة للاستهلاك البشري، بينما تتراوح النسبة في مياه الصرف الصحي (0.1-0.01) جزء في المليون لتكفي لقتل البكتيريا، والفيروسات، والطفيليات الأخرى، وإزالة المواد العضوية. وتختلف نسبة الأوزون المطلوبة في مياه الصناعة حسب تركيز الملوثات ونوعها.

3- التفاعل

تفاعل الأوزون مع ملوثات المياه يساعد في قتل الفيروسات والبكتريا، والتخلص من المواد العضوية، والمعادن الثقيلة.

4- إزالة الأوزون من المياه

يتمُّ ذلك باستخدام جهاز إزالة الأوزون، حيث يتفاعل الأوزون مع مواد، مثل: الكلور، أو الهيدروكسيدات.

ما هي طرق تحديد تركيز الأوزون في الماء المؤوزن؟

هناك عدة طرق لقياس تركيز الأوزون في الماء المؤوزن، منها:

1- قياس اللون

ينتج عن تفاعل الأوزون مع الماء مركب أصفر اللون، ومن قياس شدة اللون الناتج بواسطة مقياس اللون، يمكن تحديد تركيز الأوزون في الماء.

2- قياس الامتصاصية الضوئية

باستخدام مقياس المطيافية الضوئية، يمكن تحديد تركيز الأوزون في الماء اعتماداً على قيمة الامتصاصية الضوئية، حيث يتصف الأوزون بقدرة امتصاصٍ ضوئية عالية.

3- قياس السعة الكهربائية

باستخدام جهاز قياس السعة الكهربائية يمكن تحديد تركيز الأوزون في الماء نظرًا للقدرة الكهربائية العالية التي يمتلكها الأوزون.

ما هي أنواع المياه التي تعالج بالأوزون؟

تستخدم مولدات الأوزون في معالجة:

1- مياه الشرب

لإزالة البكتيريا، والفيروسات، والطفيليات.

2- مياه الصرف الصحي

لإزالة البكتيريا، والفيروسات، والمواد العضوية المتواجدة في مياه الصرف الصحي.

3- مياه الصناعة

لإزالة المواد العضوية والمعادن الثقيلة.

كيف يقتل الأوزون البكتيريا؟

يعتبر الأوزون بمثابة مبيدٍ حيوي، يعمل على أكسدة المواد العضوية الموجودة في أغشية البكتيريا، فيضعف جدار الخلية، ويؤدي إلى تمزقها وموتها، فالأوزون قادرٌ على تدمير جميع أنواع البكتيريا حتى الكائنات الحية الدقيقة المائية، مثل: الجيارديا، والمكورات العقدية البرازية، التي تسبّب أخطار صحية على الإنسان في حال شرب الماء الملوث. ^[3]

ما هي استخدامات الماء المؤوزن؟

للماء المؤوزن استخدامات عديدة منها:

1- يساعد الماء المؤوزن في إزالة سموم الجسم، فيساعد في تحسين الصحة العامة للجسم.

2- يُستخدم لأغراض التعقيم والتطهير، كما يساعد في إزالة الشحوم والدهون.

3- يستخدم الماء المؤوزن وجميع المنتجات التي يدخل في تركيبها الأوزون للعناية بالبشرة. 

ما هي مزايا استخدام الماء المؤوزن؟

يتصف الماء المؤوزن بالعديد من المزايا منها: ^[4]

1- بما أن غاز الأوزون من المؤكسدات القوية، فهو يمتاز بفعاليةٍ كيميائيةٍ كبيرة تساعد في سرعة التأثير على الفيروسات والبكتريا وقتلها، والتخلص من العوالق ومسبّبات تلوث المياه، لذلك يعتبر غاز الأوزون معقماً جيداً وسريعاً للمياه. كما يساعد في تحسين جودة المياه بإزالة الروائح والطعمة غير المرغوب فيها، وتستخدم طريقة تعقيم المياه بالأوزون في أغلب دول العالم كبديلٍ لطرق التعقيم الأخرى.

2- يعتبر غاز الأوزون صديقاً للبيئة، كونه غاز طبيعي، ولا ينتج عنه أي نفايات سامة.

3- يفيد في بعض العلاجات كعلاج الأسنان، وبعض أنواع السرطان، كسرطان المثانة.

4- يفيد في الحفاظ على الأطعمة طازجة.

هل هناك أضرار من استخدام الماء المؤوزن؟

يتمُّ تحويل الأوزون إلى أوكسجين عادي بشكلٍ طبيعي بعد فترةٍ قصيرة من الزمن، وهذا يعني أنه لا يترك آثاراً ضارة في المياه، ومع ذلك يجب استخدام الأوزون بحذر، حيث يمكن أن يكون ضارًا للبشر إذا تمّ استنشاقه بكمياتٍ كبيرة، يمكن أن يسبّب استنشاق الأوزون غثيان، وإقياء، ومشاكل في الجهاز التنفسي، كالسعال، وصعوبة في التنفس. لذا يفضل استخدامه في أماكن مفتوحة للتخفيف من خطر الغازات الضارة، ويتطلب العمل به في بعض التطبيقات الاحترافية الرعاية، والاحتياطات اللازمة، كارتداء معدات الحماية الشخصية، كالقفازات، والنظارات الواقية.

ما هي استخدامات أجهزة توليد الأوزون؟

تستخدم أجهزة توليد الأوزون في تطبيقاتٍ عديدة، منها:

1- معالجة المياه

تستخدم أجهزة توليد الأوزون لمعالجة المياه بكافة أنواعها (مياه الشرب، مياه الصرف الصحي، المياه الناتجة عن العمليات الصناعية)، حيث يعمل الأوزون على تعقيم المياه، وتطهيرها من البكتيريا، والفيروسات، والعوالق المائية.

2- تطهير وتعقيم الأسطح والهواء

حيث يقضي الأوزون على الروائح الكريهة.

3- الزراعة

تستخدم أجهزة توليد الأوزون في الزراعة لتحسين جودة المحاصيل الزراعية، والقضاء على الآفات الحشرية.

4- الصناعة

تستخدم أجهزة توليد الأوزون في تحسين مواصفات المواد الخام، وتحسين جودة المنتجات، حيث يدخل في تصنيع مستحضرات التجميل، ولاسيما الكريمات الواقية من الشمس.

5- الطب

معالجة الكثير من الأمراض، وتخفيف الآلام المرضية.