Journal of Environmental Health Engineering

fa مرور روایتی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر ازن در تصفیه فاضلاب Narrative review of Ozone-Based Advanced Oxidation Processes for Wastewater Treatment تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: افزایش آلاینده‌های آلی دیرتجزیه‌پذیر در منابع آبی، ضرورت به‌کارگیری فناوری‌های تصفیه پیشرفته را بیش از پیش آشکار ساخته است. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر ازن به‌عنوان یکی از راه‌حل‌ها موثر وپایدار مطرح می‌باشند. این مطالعه با هدف ارزیابی نقادانه کارایی این فرآیندها و مقایسه پیشرفت‌های جهانی با وضعیت کنونی ایران انجام شده است. مواد و روش‌ها: این مرور روایی با جستجوی نظام‌مند در پایگاه‌های  ScienceDirect، PubMed،  Web of Science و Scopus  با کلیدواژه‌های مرتبط با فاضلاب، اکسیداسیون پیشرفته، ازن و ایران انجام شد. از میان ۱۷۸ مقاله بازیابی‌شده در بازه زمانی ۲۰۱۰ تا اوایل ۲۰۲۶، پس از غربالگری، ۸۳ مطالعه اصیل داوری‌شده با معیارهای ورود مطابقت داشته و تحلیل گردیدند. یافته‌ها: فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر ازن، شامل ازن‌زنی تنها، ازن/پراکسید هیدروژن، ازن/فرابنفش، ازن‌زنی کاتالیستی، ازن/پرسولفات، الکترو-پراکسِن و سامانه‌های ترکیبی به‌کمک کاویتاسیون، از طریق سازوکار دوگانه اکسیداسیون مستقیم و تولید رادیکال‌های رادیکال‌های هیدروکسیل و سولفات ، راندمان حذف بیش از ۹۰ تا ۱۰۰ درصد را برای ترکیبات دارویی، رنگ‌ها و آفت‌کش‌ها حاصل می‌نمایند. سامانه‌های ترکیبی در مقایسه با ازن‌زنی تنها، سینتیک واکنش را ۲ تا ۱۰ برابر افزایش و مصرف ازن را ۳۰ تا ۷۰ درصد کاهش می‌دهند، ضمن آنکه زیست‌تجزیه‌پذیری پساب را بهبود بخشیده و تشکیل محصولات جانبی سمی را به حداقل می‌رسانند. فناوری‌های نوینی مانند نانوحباب‌های ازن و کاویتاسیون، انتقال جرم و مقرون‌به‌صرفگی را ارتقا می‌دهند. در ایران، مطالعات پایلوت عملکرد فنی قابل‌قیاسی با معیارهای جهانی نشان می‌دهند، اما پذیرش مقیاس کامل به دلیل تقاضای بالای انرژی (۲۰-۱۲ کیلووات‌ساعت به ازای هر کیلوگرم ازن)، ضعف چارچوب‌های نظارتی و کمبود زیرساخت‌ها محدود مانده است. نتیجه‌گیری: فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته مبتنی بر ازن، فناوری‌ای مؤثر، چندمنظوره و به‌طور فزاینده‌ای پایدار برای تصفیه پیشرفته فاضلاب و بازاستفاده از آب هستند. پر کردن شکاف‌های پژوهشی در پایش سمیت بلندمدت، تدوین پروتکل‌های استاندارد و ارزیابی اقتصادی، همراه با مشوق‌های سیاستی، می‌تواند نقشی محوری در ارتقای کیفیت منابع آب در ایران و جهان ایفا نماید.</div> <div> <div id="ftn1"></div> </div> <div style="text-align: justify;">Background: The increasing presence of recalcitrant organic pollutants in wastewater necessitates advanced treatment technologies capable of achieving thorough degradation. Ozone-based advanced oxidation processes (O3-based AOPs) have emerged as promising and increasingly sustainable solutions for this purpose. This narrative review critically evaluates their application and effectiveness, comparing global advancements with the current status and specific challenges observed in Iran. Materials and Methods: A narrative review was conducted using systematic literature searches in ScienceDirect, PubMed, Web of Science, and Scopus, employing keywords related to wastewater treatment, advanced oxidation processes, ozone, and Iran. Of 178 articles retrieved (published between 2010 and 2025), 83 original peer-reviewed studies met the inclusion criteria following title/abstract and full-text screening and were included in the final analysis. Results: O3-based AOPs—including standalone ozonation, O3/H2O2, O3/UV, catalytic ozonation, O3/persulfate, electro-peroxone, and cavitation-assisted hybrid systems—achieved removal efficiencies of 90–100% for pharmaceuticals, dyes, and pesticides, primarily through the dual mechanism of direct molecular ozone attack combined with indirect oxidation via hydroxyl (•OH) and sulfate (SO4•⁻) radicals. Hybrid configurations generally outperformed standalone ozonation, with reaction rate constants increasing 2- to 10-fold and ozone consumption reduced by 30–70%, alongside improved biodegradability and reduced formation of toxic by-products. Emerging approaches such as ozone nanobubbles and cavitation-assisted systems further enhanced mass transfer efficiency and cost-effectiveness. In Iran, pilot-scale studies reported technical performance broadly comparable to international findings; however, full-scale implementation remains constrained by high energy demand (12–20 kWh/kg O3), limited regulatory frameworks, and inadequate infrastructure. Conclusion: Ozone-based AOPs represent effective and versatile technologies with growing potential for sustainable wastewater treatment and water reuse. Addressing existing research gaps—particularly regarding long-term toxicity monitoring, standardized experimental protocols, and comprehensive economic assessment—together with targeted policy support, could accelerate their broader adoption in addressing water quality challenges in Iran and globally.</div> تصفیه فاضلاب, رادیکال‌های هیدروکسیل, آلاینده‌های نوظهور, ازن زنی Wastewater Treatment, Oxidation-Reduction, Ozone, Water Pollutants 113 130 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-961-2&slc_lang=fa&sid=1 Hojjat Nadimi حجت ندیمی hojat.nadimi2910@gmail.com 100319475328460011010 100319475328460011010 Yes Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Fatemeh Mortezazadeh فاطمه مرتضی زاده 100319475328460011011 100319475328460011011 No Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Mahdi Ahmadi Nasab مهدی احمدی نسب 100319475328460011012 100319475328460011012 No Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران Fazlollah Changani فضل اله چنگانی 100319475328460011013 0009-0006-9086-3230 No Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران