حذف آهن و منگنز از آب

آبی که حاوی مقادیر استانداری از آهن و منگنز است ، بیماری زا نمی باشد و از نظر بهداشتی مشکلی ندارد ولی اگر میزان آهن بیش‌تر از 0.3 میلی‌گرم در لیتر (ppm) ، و منگنز بیش‌تر از 0.05 میلی‌گرم در لیتر (ppm) گردد موجب می‌شود که طعم، بو و یا ظاهر آب تغییر کند، آشامیدن از چنین آبی مطلوب و خوشایند نمی‌باشد. برای حذف آهن و منگنز از آب چندین روش وجود دارد که در ادامه به آن می پردازیم :

روش های حذف آهن و منگنز از آب

برای حذف آهن و منگنز از آب می توان از راه حل های زیر استفاده نمود :

• سختی گیر رزینی
• اضافه کردن پلی فسفات
• فیلترهای اکسید کننده
• سیستم هوادهی
• کربن کاتالیزوری
• اُزن زنی

آهن و منگنز موجود در آب چیستند و چگونه به آب اضافه می شوند؟

آهن و منگنز از جمله املاح موجود در بسترهای سنگی می باشند که به دلیل تماس آب با این بسترها به میزان قابل توجهی در آب وجود دارند.
میزان غلظت آهن و منگنز در آب های زیرزمینی به مدت زمانی که آب با این نوع سنگ ها در تماس می باشد بستگی دارد.

آهن و منگنز در آب چشمه ها و چاه های با عمق زیاد بیشتر یافت می شود. البته در نظر بیننده تفاوتی بین آبی که دارای این املاح است با آبی که عاری از آن هاست ، وجود ندارد. اما به محض تماس با اکسیژن و عمل اکسیداسیون ، لکه های سیاه (به دلیل حضور منگنز در واکنش) و لکه های نارنجی – قهوه ای (به دلیل حضور آهن در واکنش) روی سطوح (سینک ، البسه و …) ظاهر خواهند شد.

فرآیند حذف آهن و منگنز 

آهن و منگنز به دو صورت در آب حضور دارند :

1- محلول در آب : اگر آب خروجی چشمه و یا چاه، در ابتدا تمیز بوده و به مرور زمان، لکه های نارنجی ، قهوه ای و یا سیاه پدیدار می شوند، مشخص می شود که در این حالت، آهن و منگنز در آب بصورت محلول هستند.

2- اکسید شده : از همان ابتدای خروج آب از چاه و یا چشمه ، رنگ آب متفاوت بوده و آهن و منگنز با چشم غیر مسلح نیز دیده می شوند. در این حالت، این فلزات بصورت “اکسید شده” در آب وجود دارند. این پدیده معمولاً در آب های با PH بالا و یا آب هایی که اکسیژن در معرض آنها قرار دارد (مانند چشمه های آب سطحی) دیده می شود.

بسته به میزان و نوع آهن و منگنز ، فرآیند تصفیه آب نیز متفاوت می شود. هزینه نهایی عمل تصفیه به نوع دستگاه و مواد استفاده شده در آن خواهد داشت.

سختی گیر رزینی

یکی از رایج ترین روش های حذف آهن و منگنز از آب استفاده از سختی گیر (تبادل یونی) می باشد که همان طور که در مقالات قبلی اشاره شد علاوه بر حذف آهن و منگنز باعث حذف یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب نیز می گردد.

بیشتر بخوانید : سختی گیر آب

در این فرآیند ، یون سدیم جایگزین آهن و منگنز می شود. آهن و منگنزی که با یون سدیم جابه جا شده ، و جذب سیستم سختی گیر شده است را می توان از طریق عمل بکواش (شستشوی معکوس) از آن جدا نمود.

اگر آب ورودی حاوی آهن و منگنز، پیش از ورود به رزین، با مواد اکسید کننده مانند هوا و یا کلر در تماس قرار گرفته باشد ، آهن و منگنز اکسید شده، روی رزین رسوب می کنند. از این عمل حتماً باید جلوگیری نمود ، زیرا باعث صدمه دیدگی رزین و نیز کاهش زمان مورد نیاز برای شستشوی معکوس سیستم خواهد شد.

اگر آهن و منگنز موجود در آب ، در حالت اکسید شده قرار داشته باشند ، بهتر است از فیلتراسیون فیزیکی استفاده نمود.

اضافه کردن پلی فسفات

یکی از روش های مقرون به صرفه برای حذف آهن ، افزوردن پلی فسفات به آب می باشد. البته این راه تنها در صورتی جوابگو می باشد که میزان آهن موجود در آب کمتر از 2ppm باشد.

در این روش، فسفات از طریق پمپ تزریقی وارد آب می شود. آهن در میان یون های فسفات احاطه شده و بدین گونه ، اجازه رسوب پیدا نمی کند. به طور دقیق تر می توان گفت که در این حالت ، آهن از آب جدا نمی شود و فقط از ایجاد رسوب و لکه توسط آهن محلول در آب جلوگیری می شود.

صحیح بودن استفاده از این روش هم چنان مورد بحث است و مشکلاتی در آن وجود دارد که عبارتند از :

1- مزه تلخ فلز موجود در آب کاملاً احساس می شود.

2- مقدار مناسب پلی فسفات برای تزریق باید از طریق روش آزمون و خطا به دست بیاید.

3- اگر میزان پلی فسفات زیادتر از معمول تزریق شود ، آب حالت لزجی پیدا کرد و منجر به بیماری بیرون روی در انسان می گردد.

4- یکی از مهم ترین معضلات این روش اینست که برای حذف منگنز کارایی ندارد.

فیلترهای اکسید کننده

آهن و منگنز توسط این فیلترها اکسید شده و فیلتر می شوند. این فیلترها از جنس greensand هستند که ضمن ترکیب با پرمنگنات پتاسیم ، سطحی را روی خود تشکیل داده که باعث اکسید کردن آهن و منگنز محلول در آب می شود. در مرحله بعدی مواد اکسید شده را بصورت فیزیکی فیلتر می کنند.

از آنجایی که این فیلترها، فعالیت اکسیداسیون و فیلتراسیون را همزمان انجام می دهند، هم برای حذف آهن و منگنز محلول در آب و هم برای حالت اکسید آنها، می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

نکته : پرمنگنات پتاسیم که برای احیای این فیلترها مورد استفاده قرار می گیرد، یک ماده سمی است و می بایست در نگهداری و حمل آن، نکات ایمنی رعایت شود.

سیستم هوادهی

در این روش هوا را به داخل آب تزریق می کنند تا سبب اکسید شدن آهن و منگنز شود و سپس با استفاده از فیلتراسیون حذف آهن و منگنز صورت می پذیرد. هزینه اولیه خرید این دستگاه نسبت به سایر روش ها بالاتر است.

مزایای استفاده از سیستم هوادهی :

• لازم نیست برای حذف آهن و منگنز ، مواد شیمیایی به آب اضافه شود.
• هزینه نگهداری پائینی دارند.

سیستم کربن های کاتالیزوری

اگر مقدار آهن محلول در آب کمتر از 1ppm باشد ، از روش کربن کاتالیزوری استفاده می نمایند. کربن های کاتالیزوری باعث جذب ، اکسیداسیون و فیلتر کردن ذرات آهن در یک سیستم (به صورت همزمان) می شوند.

اُزن زنی

اُزن زنی یکی از روش های جدید است که استفاده از آن به سال های زیادی بر نمی گردد. ازن مانند کلر ، یک اکسید کننده قوی به شمار می رود. ازن بعد از تولید شدن به داخل آب تزریق شده و باعث اکسید شدن آهن و منگنز می گردد. سپس این مواد اکسید شده، توسط یک فیلتراسیون فیزیکی از آب جدا می شوند.

مزایای استفاده از روش ازن زنی :

• در این روش سایر آلاینده ها ، فلزات و باکتری ها هم از آب حذف می شوند.

معایب استفاده از روش ازن زنی :

• هزینه بسیار بالاتری نسبت به سایر روش ها دارد.
• ازن یگ گاز ناپایدار است و باید در محل مورد استفاده ، تولید گردد.

فیلتراسیون فیزیکی پس از اکسیداسیون توسط ازن

آهن و منگنز اکسید شده توسط ازن، تبدیل به ذرات نامحلولی در آب می شوند که به خوبی توسط فیلترهای فیزیکی جذب می شوند. از آنجایی که ذرات اکسید آهن و منگنز به مرور زمان باعث گرفتگی فیلتر می شوند، استفاده از یک دستگاه فیلتر شنی قابل بک واش بعد از تزریق ازن به شدت توصیه می شود.

فیلترهای شنی با توجه به سادگی نگهداری و همچنین طول عمر بالای سیلیس، از پُرکاربردترین تجهیزات در سیستم های حذف آهن و منگنز از آب به شمار می آیند. در مکان هایی که نیاز به تولید آب تصفیه شده با جریان دائم و پیوسته می باشد، می توان از دو فیلتر شنی موازی استفاده کرده و زمان بک واش آنها را طوری تنظیم نمود که همواره یک فیلتر در مدار قرار داشته باشد.

بیشتر بخوانید : تصفیه آب با فیلتر شنی 

آرام نازل

امیدواریم که در این مطلب توانسته باشیم اطلاعات مفیدی را در اختیار دوستداران فرآیند تصفیه آب قرار دهیم.

آرام نازل تولید کننده انواع نازل فیلتر شنی ،  نازل سختی گیر  و  نازل تصفیه آب به قیمت های مناسب می باشد.