محلول اکسیدان ترکیبی MOS

 (محلول اکسیدان ترکیبی)
محلول اکسیدان ترکیبی (MOS) یک فناوری پیشرفته در ضدعفونی و تصفیه آب است که از طریق الکترولیز کنترل شده آب نمک (NaCl) تولید میشود. این محلول ترکیبی از اکسیدان های قدرتمند مانند کلر (Cl2)، اسید هیپوکلروز (HClO)، اُزن (O3​)، دیاکسید کلر (ClO2ClO2​) و هیدروژن پراکسید (H2O2​) است که همکاری این مواد، اثربخشی MOS را در مقایسه با روشهای سنتی افزایش میدهد.

فرآیند تولید و مکانیسم های شیمیایی

۱. الکترولیز NaCl:

• واکنشهای آند:
  • اکسیداسیون کلرید به کلر گازی:2Cl−→Cl2+2e−2Cl−→Cl2​+2e−
  • تولید اسید هیپوکلروز در حضور آب:Cl2+H2O→HClO+H++Cl−Cl2​+H2​O→HClO+H++Cl−
  • در ولتاژهای بالا، تولید اُزن و هیدروژن پراکسید:3H2O→O3+6H++6e−3H2​O→O3​+6H++6e−2H2O→H2O2+2H++2e−2H2​O→H2​O2​+2H++2e−
• واکنشهای کاتد:
  • تولید هیدروکسید سدیم و هیدروژن:2H2O+2e−→H2+2OH−2H2​O+2e−→H2​+2OH−

۲. انواع سلولهای الکترولیز:

• سلول غشایی:
  • با استفاده از غشای یونی، محلول اسیدی (حاوی $HClO$، O3O3​، ClO2ClO2​) و محلول قلیایی (حاوی $NaOH$) تولید میکند.
  • pH خروجی: ۲-۳ (اسیدی) که برای ضدعفونی بهینه است.
• سلول بدون غشا:
  • محصول نهایی ترکیبی از $NaClO$ (هیپوکلریت سدیم) با pH ۸-۹ است که نیاز به افزودن اسید برای تنظیم pH دارد.

پارامترهای کلیدی مؤثر بر تولید MOS

• ولتاژ و جریان: افزایش ولتاژ، تولید اُزن و هیدروژن پراکسید را تقویت میکند.
• غلظت نمک: غلظت بالاتر NaCl، بازده تولید کلر و مشتقات آن را افزایش میدهد.
• دما و pH: دمای پایین و pH اسیدی، پایداری اکسیدانها (بهویژه $HClO$) را بهبود میبخشد.
• طراحی الکترود: استفاده از الکترودهای تیتانیومی پوششدادهشده (DSA) برای مقاومت در برابر خوردگی.

برتریهای MOS نسبت به روشهای سنتی

۱. اثربخشی ضدعفونی:

• نابودی کیست های مقاوم مانند کریپتوسپوریدیوم با دوز ۵ ppm در ۲۴۰ دقیقه (در مقایسه با کلر که نیاز به ۱۴۴۰ دقیقه دارد).
• حذف بیوفیلم ها در لوله ها و مخازن آب.
• کاهش زمان تماس مورد نیاز برای ضدعفونی (مثال: نابودی E. coli در ۳.۸ دقیقه با MOS مقابل ۵ دقیقه با کلر).

۲. کاهش محصولات جانبی مضر:

• تولید تریhalomethanes (THMs) و برومات تا ۵۰% کمتر از کلرزنی سنتی.

۳. ایمنی و اقتصادی:

• حذف نیاز به ذخیرهسازی مواد خطرناک (مانند گاز کلر).
• کاهش هزینههای نگهداری و انرژی در مقایسه با سیستمهای UV یا ازن.

کاربردهای صنعتی و عملی

• تصفیه آب آشامیدنی:
  • جایگزین کلر در شهرهای بزرگ با موفقیت در کاهش شیوع بیماریهای آبزی.
• صنایع غذایی:
  • ضدعفونی خطوط تولید شیر، آبمیوه و بطریهای نوشیدنی بدون ایجاد طعم نامطبوع.
• کشاورزی:
  • کنترل جلبکها در سیستمهای آبیاری و ضدعفونی آب مصرفی دامها.
• نفت و گاز:
  • حذف سولفید هیدروژن (H2SH2​S) از آبهای تولیدی چاهها.
• استخرها:
  • کاهش ۷۰% شکایتهای پوستی و چشمی نسبت به کلر.

مقایسه فنی سلولهای غشایی و بدون غشا

جمعبندی:
محلول اکسیدان ترکیبی (MOS) با ترکیب هوشمندانه اکسیدانها و تنظیم پارامترهای تولید، یک جایگزین ایمن، اقتصادی و کارآمد برای روشهای سنتی ضدعفونی است. این فناوری نه تنها چالشهای زیست محیطی و بهداشتی را کاهش میدهد، بلکه در صنایع متنوعی از تصفیه آب تا نفت و گاز کاربرد دارد.

برای مطالعه جزئیات واکنشهای نیمه سلولی، جداول مقایسهای کامل و دادههای آزمایشگاهی، به مقاله اصلی مراجعه کنید.