Аквакултурада озонлаш
Халқаро тадқиқотчилар гуруҳи (Тарик Наҳир ва бошқалар) 2011–2012 йиллардаги мавсумда Мадагаскар ва Мозамбикдаги фермаларда креветкаларнинг оммавий нобуд бўлиши муаммосини кўриб чиқди. Бу епидемия креветкалар ишлаб чиқаришини 80–90% га қисқартирди. Гап моллюскаларнинг "оқ доғлар" деб аталадиган вирусли касаллиги билан зарарланиши ҳақида боради. Юқори зарарлаш тезлиги креветкалар етиштирадиган ҳовузлардаги сув сифати билан боғлиқлиги аниқланди.
Муаллифлар хлор билан сувни дезинфекциялаш усулини таққослайди ва бу ҳолда озонлаш ма'лум афзалликларга ега деган хулосага келади. Бундай технология озон ишлаб чиқариш ускуналари ва кислород генераторларига қат'ий талабларни назарда тутади, улар нам тропик иқлимда узлуксиз ишлаши керак. Сувда зарур озон консентрации ва еритилган кислородни сақлашнинг турли схемалари кўриб чиқилади.
Каталитик озонлаш (КО)
Конгресснинг енг қизиқарли бўлими — АОП, хусусан, каталитик озонлаш (КО). Жами АОП бўлимида 30 дан ортиқ ма'руза бор, бевосита КО га 10 иш бағишланган.
С.С. Сабле ва бошқаларнинг «Каталитик озонлашда пайдо бўладиган органик ифлослантиргичларни йўқ қилиш учун янги каталитик материалларни қўллаш» номли ишида муаллифлар тозалаш жараёнида ҳосил бўладиган юқори заҳарли органик бирикмалар албатта йўқ қилиниши кераклигини кўрсатадилар. Бу биринчи навбатда фармакологик оқоваларни тозалаш ҳақида. Ишда гидроталсит ва шпинеллар асосидаги бир қатор катализаторлар кўриб чиқилди.
| Катализатор | Минерализация 2 соат, % | Минерализация 6 соат, % | Металллар чўкиши |
|---|---|---|---|
| Катализаторсиз (О₃) | 8 | 15 | — |
| Гидроталсит Мг-Ал | 35 | 58 | Паст |
| Гидроталсит Cu-Al | 52 | 78 | Паст |
| Шпинел Cu-Al оксид | 61 | 89 | Жуда паст |
| ФеООҲ | 28 | 45 | Ўртача |
| 0,5% Пд/ФеООҲ (200°C) | 48 | 72 | Паст |
Кўриниб турибдики, Cu-Al оксидли катализатор енг афзал кўринади. Бу катализаторларнинг барчаси танланган ифлослантиргич — клофибрик кислотани (CFA) самарали (100%) йўқ қилади. Муаллифлар кўриб чиқилган катализаторлар оиласида гидроталсит ва мис-шпинел бирикмалари енг юқори фаолликка ега деган хулосага келади.
Шаҳар оқова сувларини тозалаш
Франсуз тадқиқотчилар гуруҳи икки фарматсевтика фабрикасининг оқова сувларидаги барқарор микро-ифлослантиргичларни йўқ қилиш имкониятини ўрганди. Таблетка шаклида катализаторлар юзасидаги жараёнлардан фойдаланадиган ТОCCАТА патентига таяниб, муаллифлар еритилган органик углерод (ДОC), еритилган ноорганик углерод (ДИC), оксидланган ноорганик углерод (ИC) каби муҳим оксидланиш параметрларининг ўзгаришини ўрганадилар.
Ифлослантиргичларга та'сирнинг учта варианти кўриб чиқилди: оддий озонлаш, оддий адсорбсия ва каталитик озонлаш. Барча тажрибалар қаттиқ фаза мавжуд бўлганда 130 дақиқа ва суюқ фазада 70 дақиқа давомида ўтказилди. Озонлаш кинетикаси псевдо-биринчи тартибга, адсорбсия кинетикаси еса псевдо-иккинчи тартибга жавоб бериши кўрсатилди.
γ-Ал₂О₃ да КО жараёнини батафсил ўрганиш Монпеле университети (Франсия)дан катта франсуз олимлари гуруҳи (12 ходим) томонидан амалга оширилди. Оксидлаш об'екти сифатида барқарор органик бирикма бўлган 2,4-диметилфенол (2,4-ДМФ) танланди. Оддий озонлаш ва γ-Ал₂О₃ иштирокида озонлаш 2,4-ДМФ ни 25 дақиқада парчалашга олиб келади.
γ-Ал₂О₃ ни ифлослантиргич озонлаш жараёнига киритиш унинг парчаланишини кескин кучайтиради. Умумий органик углерод (ТОC) 14% дан 46% га ортади. Худди шундай, кислородга кимёвий талаб (ХКТ) 35% дан 75% га ортади.
Сопҳиа-Антиполис шаҳрида (34 минг аҳоли) нисбатан кичик сув тозалаш станции (тоза сув бўйича унумдорлик 600 м³/соат) тажрибалар ўтказиш учун танланди. Ишлайдиган станцияда ан'анавий сув тайёрлаш технологияси қўлланилди: биотозалаш, филтрлар, хлорлаш. Охирги босқич озонлаш + биофильтрация билан алмаштирилди.
Ишнинг мақсади бундай тизим турли моддалар синфига тегишли кенг спектрдаги микро-ифлослантиргичларни қандай йўқ қилиши мумкинлигини аниқлаш еди. Бу моддаларнинг консентрации 1000 мг/л дан ошмади ва уларнинг барчаси узлуксиз мониторингга дучор бўлди. Киритилган озон дозаси 3–12 г/м³ ни ташкил қилди.
| Моддалар синфи | Бирикмалар мисоли |
|---|---|
| Антибиотиклар | Сулфаметоксазол, рокситромицин, кларитромицин |
| Бета-блокаторлар | Атенолол, метопролол, пропранолол |
| Пестицидлар | Диурон, атразин, изопротурон |
| Яллиғланишга қарши | Диклофенак, ибупрофен, напроксен |
| Гормонлар | Естрон, естрадиол, етинилестрадиол |
Олинган ма'лумотлардан фақат иккита ифлослантиргич (диурон ва рокситромицин) нисбатан кам йўқ қилиниши (60%) келиб чиқади. Қолган барча моддалар 70 дан 90% гача йўқ қилиш даражасига ега. 5 г/м³ озон дозасида деярли барча ифлослантиргичлар, масалан, антибиотиклар ва бета-блокаторлар 70% дан юқори самарадорлик билан йўқ қилинади. Металлар учун — 25–35%.
Швейцария тажрибаси: Неугут станции
Швейцариянинг Неугут шаҳрида жойлашган сув тозалаш станции 105 000 аҳолининг оқова сувларини тозалайди. У Швейцарияда биринчи бўлиб стандарт биологик ишловдан кейин тўлиқ ҳажмли озон тозалашдан фойдаланади. Тозалашнинг якуний босқичи қум филтридир.
Озон соф кислороддан ишлаб чиқарилади ва аралашма камерасида сувга киритилади. Киритилган озоннинг ўртача дозаси 2–5 мг/л оралиғида бўлиб, бу тахминан 0,4–1,0 г О₃/г ДОC га тўғри келади. Камерада ушлаб туриш вақти — тахминан 50 дақиқа.
Ишнинг мақсади, биринчидан, ифлосланишларни йўқ қилишда озоннинг самарадорлигини намойиш қилиш ва иккинчидан, озонлаш жараёнида пайдо бўладиган оралиқ маҳсулотларни мониторинг қилиш еди. Озонлаш жараёни самарадорлигини баҳолаш учун 44 бирикма танланди: пестицидлар, фарматсевтика препаратлари ва озиқ-овқат саноати кимёвий ишлаб чиқариш чиқиндилари.
Қуёш нури билан парчаланишни тезлаштириш
Конгресс материалларида сувдан ифлосланишларни йўқ қилиш учун қуёш нуридан фойдаланиш имкониятини кўриб чиқадиган учта мақола бор. Қуёш нури пҲ = 4 да озон еритмаларида оксалат кислотасининг парчаланишини деярли 2 тартибга тезлаштириши мумкинлиги кўрсатилди.
Бундай тезлашув оксалат кислотаси озон билан жуда секин реаксияга киришиши, лекин ОҲ* радикаллари томонидан етарлича тез парчаланиши билан боғлиқ. Охиргиси Ҳ₂О₂ молекулалари иштирокида пайдо бўлади. Пероксид ҳосил бўлиш кинетикаси ушбу ишда ишончли қайд етилди.
Юқори концентрацияли озон ишлаб чиқариш
Таниқли немис тадқиқотчилар М. Селвермасер ва Н. Бругерман ўз мақолаларида саноат миқёсида ~15 оғирлик % (225 г/м³) концентрацияли технологик озон олиш ҳақида жуда муҳим савол қўядилар. Муаллифлар бундай озонни синтез қилиш техник имкониятлари мавжудлигини та'кидлайдилар.
| О₃ ишлаб чиқариш | Стандарт генератор | 15% генератор | Тежаш |
|---|---|---|---|
| 10 кг/соат | 850 000 €/йил | 720 000 €/йил | 15% |
| 50 кг/соат | 3 200 000 €/йил | 2 560 000 €/йил | 20% |
| 100 кг/соат | 5 800 000 €/йил | 4 350 000 €/йил | 25% |
Ушбу қизиқарли мақола охирида муаллифлар шундай саволлар берадилар: 15% (225 г/м³) қиймати якунийми? 15% концентрацияли соатига 100 кг озон ишлаб чиқариш хавфсизми? Бозорда 15% ва ундан юқори концентрацияли озон талаб қилинадими? Бу, айтиш мумкин, муҳокамага таклиф.
«Яшил кимё»да озон
Озоннинг екологик вазифаси билан боғлиқ кўплаб ма'рузалар орасида франсуз тадқиқотчилари иши ажралиб туради, унда озоннинг мутлақо бошқа, қисман унутилган қўлланилиши — уни ма'лум моддаларни синтез қилиш учун кимёвий оксидловчи-реагент сифатида ишлатиш ҳақида хабар берилади.
Муаллифлар озон бошқа классик оксидловчиларга нисбатан бир қатор афзалликларга ега еканлигини та'кидлайдилар. Озон ҳолатида оксидловчининг ўзининг парчаланиш маҳсулотларини йўқ қилиш зарурати йўқ — бу ерда у молекуляр кислород, шунинг учун бундай жараёнларни «яшил кимё» тушунчасига киритиш мумкин.
Ишда иккита жараён кўриб чиқилади: ёғ кислоталарини (хусусан, олеин кислотасини) оксидлаш ва полисахаридларни оксидлаш. Иккаласи ҳам ярим саноат миқёсида такрорланади ва муаллифлар бундай синтезларнинг афзалликларига ишонч ҳосил қилишган.
Манбалар
- V.V. Lunin, V.G. Samoylovich, S.N. Tkachenko, I.S. Tkachenko. Ozon va boshqa ekologik toza oksidlovchilar: Fan va texnologiyalar — 34-Butunrossiya konferensiyasi