بهینه سازی مصرف انرژی ازن ساز و پلاسما ساز در رنگبری و گندزدایی آب

زمینه و هدف: کاربرد ازن در تصفیه آب و پساب و صنایع بهداشتی و غذایی به دلیل سازگاری با محیط زیست روند تصاعدی یافته است. ازن که مولکول سه اتمی اکسیژن میباشد یک اکسیدان قوی و رادیکال آزاد ناپایدار است که سریعا با دیگر مواد ترکیب میشود و یا پس از واپاشی، به اکسیژن تبدیل میگردد. تولید ازن با الکتریسیته ساده می باشد ولی چالش اصلی هزینه بالای برق مصرفی ازن سازها می باشد هدف در این تحقیق طراحی و ساخت دستگاه های ازن ساز با مصرف برق کمتر بوده است. روش ها: در این تحقیق پس از شبیه سازی کامپیوتری اقدام به ساخت انواع ازن سازها و پلاسماسازها با رویکرد کاهش مصرف انرژی گردید. از آنجایی که تمامی این تجهیزات از سه جزء، مدارات افزایش فرکانس و ترانس های افزایش ولتاژ و راکتوری بر مبنای تخلیه الکتریکی در گاز تشکیل شده اند، پس از طراحی و شبیه سازی جداگانه هر سه قسمت، اقدام به ساخت یک دستگاه کامل پایلوت، جهت رنگ بری و ضدعفونی آب گردید. نتایج: با ساخت دستگاه ازن ساز که مصرف برق در حد یک لامپ کم مصرف 30 وات دارد و با تزریق 5 دقیقه ای ازن این دستگاه به آب با آلودگی رنگی متیلن بلو به عنوان شاخص آلودگی رنگ و با آلودگی میکروبی اشرشیاکلای به عنوان شاخص آلودگی میکروبی، ضمن رنگبری، 99% میکروب کشی در آب نیز حاصل گردید. نتیجه گیری: برای تولید ازن از پلاسمای سرد ، ساخت یکپارچه و بهینه سازی همزمان مدار و ترانس و راکتور انجام گردیده است با توجه به اینورتر فرکانس بالای طراحی شده در این تحقیق ، راکتور تولید ازن در دمای کمتری کار میکند.

optimizing the energy consumption of ozone generator and plasma generator in water decolorization and disinfection

background & aim: the use of ozone in water and waste water treatment and health and food industries has found an exponential trend due to its compatibility with the environment. ozone, which is a triatomic molecule of oxygen, is a strong oxidant and unstable free radical that quickly combines with other substances or turns into oxygen after decay. the production of ozone with electricity is simple, but the main challenge is the high cost of electricity consumed by ozone generators. the purpose of this research was to design and build ozone generating devices with less electricity consumption. methods: in this research, after computer simulation, various types of ozone generators and plasma generators were made with the approach of reducing energy consumption. since all these equipments are composed of three components, frequency increasing circuits and voltage increasing transformers and reactor based on electric discharge in gas, after designing and simulating all three parts separately, we proceeded to build a complete pilot device for color removal. and the water was disinfected. results: by making an ozone device that consumes as much as a 30-watt low-power light bulb and by injecting this device’s ozone for 5 minutes into water with methylene blue color pollution as an indicator of color pollution and escherichia coli as an indicator of microbial pollution , while decolorizing, 99% microbicide was achieved in water. conclusion: in order to produce ozone from cold plasma, integrated construction and simultaneous optimization of the circuit, transformer and reactor have been done. according to the high frequency inverter designed in this research, the ozone production reactor works at a lower temperature.