تولید ازن به روش میکروپلاسما در تصفیه فاضلاب

استفاده از ازن برای ضدعفونی­ کردن فاضلاب در پکیج های تصفیه فاضلاب یکی از موثرترین راه­ های غیرفعال کردن پاتوژن ­ها می ­باشد. ازن به طور کلی با سه روش الکتروشیمیایی، اشعه ماوراء بنفش و تخلیه الکتریکی در راکتورهای پلاسمای غیر حرارتی تولید می ­شود. در روش الکتروشیمیایی، جریان الکتریکی از یک الکترولیت عبور می­ کند و مخلوطی از گاز های حاوی ازن تولید می­ شود. ازن همچنین در اثر عبور پرتو های فرابنفش که معمولا در لایه بالایی جو اتفاق می ­افتد نیز تولید می­ شود. بیشتر ازن توسط تخلیه الکتریکی با استفاده از پلاسمای غیر حرارتی برای کاربرد های صنعتی تولید می ­شود. در راکتور های پلاسمای غیرحرارتی، از هوا و اکسیژن به عنوان گاز خوراک استفاده می شود و فاصله بین دو الکترود بیش از 1 میلی متر نگه داشته می ­شود تا از واکنش های نوترکیبی گونه های فعال در داخل پلاسما جلوگیری شود. با این حال، برای فواصل بزرگتر، قدرت بیشتری برای تشکیل و پایداری پلاسما مورد نیاز است.

به منظور افزایش راندمان در فرآیند تولید ازن، میکرو راکتور های پلاسمایی طراحی شده ­اند. مقیاس زمانی واکنش برآورد شده در مقایسه با راکتور های پلاسمایی 100 برابر سریعتر است. بنابراین، یون ها قبل از رسیدن به دیوار با یکدیگر برخورد می­ کنند و محصول را تشکیل می­ دهند. میکرو پلاسما ها به دلیل استفاده از فاصله بین الکترودی کوچکتر به طور قابل توجهی به انرژی کمتری نسبت به راکتور های پلاسمای معمولی برای پایداری نیاز دارند.

  

مصرف برق در این تجهیزات را با کاهش فاصله بین الکترودها می توان کاهش داد. کاهش فاصله بین الکترودها تا مقیاس میکرون، قدرت میدان الکتریکی و ولتاژ را افزایش می‌دهد که توان پایداری پلاسما و در نتیجه هزینه عملیاتی را کاهش می‌ دهد. میکروراکتور پلاسما برای تشکیل ازن در ولتاژ بسیار پایین (170 ولت AC) پاسخگو است در حالی که ولتاژ لازم برای پلاسماهای معمولی بر حسب کیلو ولت می ­باشد.