حذف آهن از آب

سختی گیر رزینی

به نقل از diefenbach.com یکی از رایج ترین روش های حذف آهن و منگنز از آب استفاده از سختی گیر تعویض یونی می باشد که علاوه بر آهن و منگنز – کلسیم و منیزیم را نیز از آب حذف می کند .طرز عملکرد و نحوه حذف آهن و منگنز به این صورت می باشد که یون های سدیم با آهن و منگنز موجود در آب جایگزین شده و سپس این آهن و منگنز جذب شده توسط بکواش از طریق لوله تخلیه از سیستم سختی گیر خارج شده و راهی لوله فاضلابی می شوند.

در صورتی که آهن و منگنز قبل از ورود به سختی گیر با کلر و هوا که جز مواد اکسید کننده می باشد در تماس باشند دیگر نمی توان از سیستم سختی گیر استفاده کرد چون آهن و منگنز اکسید شده بر روی رزین رسوب می کند و سبب آسیب رساندن به رزین می شود پس بهتر است به جای سختی گیر از فیلتراسیون استفاده شود.

مطالعه کنید :

اضافه کردن پلی فسفات

رزین سختی‌گیر پرولایت: اگر مقدار آهن موجو در آب از 2 ppm کمتر باشد استفاده از این روش مقرون به صرفه تر می باشد در این روش فسفات به داخل آب به وسیله پمپ تزریق می شود که باید در مقدار تزریقی فسفات به آب دقت لازم را انجام داد چون در صورت تزریق اضافی این ماده به آب سبب افزایش لزجت آب و حتی باعث ایجاد مشکلاتی در بدن انسان ها از جمله اسهال خواهد شد. تنها مشکلی برای این روش می توان در نظر گرفت عدم حذف منگنز از آب می باشد.

فیلترهای اکسید کننده

آهن و منگنز توسط این فیلترها اکسید شده و فیلتر می شوند در این روش از فیلترهای مختلفی مانند : birm  و greensand  استفاده می شود که این فیلترها ابتدا باعث اکسید شدن آهن و منگنز می شوند و سپس به صورت فیزیکی آهن و منگنز اکسیدشده ی محلول در آب را حذف میکنند.

اکسیداسیون و سپس فیلتراسیون

اگر میزان آهن و منگنز موجود در آب بیشتر از 10 ppm   باشد. بهترین روش برای اینکار ابتدا اکسیدکردن و سپس فیلتر کردن می باشد.در این روش با تزریق یک ماده شیمیایی در آب سبب اکسید شدن آهن و منگنز موجود در آب شده و سپس با فیلتراسیون فیزیکی آهن و منگنز اکسید شده از آب جدا میشوند.

از جمله موادی که می شود به آب تزریق کرد برای اکسید کردن آهن و منگنز : کلر،پرمنگنات پتاسیم و پروکسید هیدروژن

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 سبب حذف آهن و منگنز می شود این روش هزینه اولیه خرید دستگاه نسبت به سایر روش ها بیشتر ولی هزینه نگهداری آن نسبت به روش های دیگر کمتر است

سیستم کربن های کاتالیزوری

اگر مقدار آهن محلول در آب کمتر از 1ppm  باشد از روش کربن کاتالیزوری استفاده می کنیم که عمل اکسید کردن و فیلتر کردن را به صورت همزان انجام می دهد .این روش به دلیل اینکه مواد شیمیایی به آب تزریق نمی شود پس نیاز به بکواش نداردو هزینه نگهداری کمتری را دارا می باشد.

ازن زنی

ازن مانند کلر یکی از مواد شیمیای برای اکسید کردن مواد داخل آب به کار برده می شود ولی چون ازن بسیار ناپایدار بوده باید در محل مورد استفاده تولید شده و به داخل آب تزریق شود و مواد اکسید شده توسط یک فیلتراسیون از آب جدا می شوند.دستگاههای ازن زن علاوه بر حذف آهن و منگنز قادر به حذف کردن سایر مواد محلول در آب مانند فلزات و باکتری ها میشوند و هزینه بالاتری نسبت به سایر روش های موجو دارند.

مطالعه کنید :

آهن و منگنز از جمله فلزاتی هستند که معمولاً در آب چاه ها با میزان قابل توجهی وجود دارند. دلیل این موضوع نیز، وجود بستر سنگی در آبهای زیرزمینی است.

آهن و منگنز در چاه های با عمق بالا بیشتر یافت می شوند. به این دلیل که در این چاه ها، آب مدت زمان بیشتری با سطوح سنگی حاوی این عناصر در تماس بوده است. البته در مناطقی که حفر معادن در آن وجود دارد نیز، امکان حضور این عناصر در آب بیشتر می شود. آهن و منگنز معمولاً با هم در آبهای زیرزمینی وجود دارند. اما میزان غلظت منگنز از آهن کمتر است. در بسیاری از مواقع، میزانی از آهن و منگنز در آب آشامیدنی وجود دارد. میزان بیش از حد آنها باعث بوجود آمدن طعم فلزی و همینطور ایجاد لکه می شود. آب های چشمه و چاه که حاوی مقدار زیادی آهن و منگنز هستند، ممکن است در ابتدا  با چشم غیر مسلح، شفاف به نظر برسند. اما به محض تماس با اکسیژن و اکسید شدن این مواد، لکه های نارنجی-قهوه ای (ناشی از آهن) و یا لکه های سیاه (ناشی از منگنز) روی سطوح نمایان خواهد شد.

آهن و منگنز موجود در آب آشامیدنی، خطری برای سلامتی ندارند. اما با توجه به اثرات ظاهری ناخوشایند، لکه گذاری بر روی سطوح و همینطور طعم تلخ فلزی که هم برای انسان و حتی برای حیوانات مورد قبول نیست، استانداردهای معتبر مرتبط با کیفیت آب، حدود و پیشنهاداتی در این خصوص ارائه داده اند. آب حاوی آهن بالا تقریباً در هر نقطه ای که با آن تماس داشتته باشد، لکه گذاری می کند و این مورد در لوله ها، شیرآلات، لوازم منزل، ماشین لباسشویی و ظرفشویی، دوش حمام، وان، البسه و سایر موارد مشابه قابل مشاهده است.

آهن می تواند باعث ایجاد لکه های نارنجی، قرمز و یا قهوه ای (بسته به میزان آن) بر روی سطوح شود. وجود منگنز در آب هم معمولاً خود را بصورت لکه و یا ذرات سیاه نشان می دهد. به همین دلیل، توصیه شده که میزان آهن در آب آشامیدنی نباید بیش از 0.3 ppm و میزان منگنز نیز نباید بیش از 0.05 ppm باشد.

وجود لکه، ذرات و طعم فلزی، نشانگر وجود آهن و منگنز در آب است (حتی بدون آزمایش دقیق آب). اما با این وجود ، باز هم انجام آزمایش تعیین کیفیت آب، این مزیت را دارد که شما می توانید از میزان دقیق آنها در آب آگاه شوید. دانستن میزان دقیق این مواد در آب، باعث خواهد شد تا شما راه حل عملی تر و اقتصادی تری را برای حذف آنها از آب انتخاب کنید. علاوه بر میزان این مواد در آب، نکته دیگری که مهم بوده و می بایست مشخص شود، “فرم” یا “نوع” این مواد در آب است. آهن و منگنز معمولاً به دو صورت “نامحلول” و “محلول” در آب وجود دارند.

در برخی موارد، آهن و منگنز از همان ابتدای خروج آب از چاه و یا چشمه، مشخص بوده و با چشم غیر مسلح نیز دیده می شوند. در این حالت، این فلزات بصورت “اکسید شده” و نامحلول در آب وجود دارند. این پدیده معمولاً در آبهای با pH بالا و یا آبهایی که اکسیژن در معرض آنها قرار دارد (مانند چشمه های آب سطحی)، دیده می شود. آهن اکسید شده به فیلترهای شنی و میکرونی از آب قابل جداسازی هستند و فرآیند تصفیه آنها نسبت به آهن محلول ساده تر است.

آهن محلول در آب بصورت آهن دوظرفیتی Fe(II) است. آهن محلول پس از اکسیداسیون به صورت آهن سه ظرفیتی Fe(III) در می آید. آهن سه ظرفیتی در مرحله بعد، تبدیل به اکسید آهن Fe(OH)3 می شود که نامحلول بوده و بسادگی با فیلتراسیون فیزیکی قابل جدا شدن از آب خواهد بود.

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. آهن و منگنز محلول در آب، معمولاً در آبهای زیرزمینی با pH کمتر از 7 یافت می شوند. آهن محلول در اثر تماس و مجاورت با یک ماده اکسید کننده مانند هوا، کلر و یا ازن، اکسید شده و بصورت ذرات معلق در می آید. تغییر رنگ و لکه گذاری آب بر روی سطوح و وسایل نیز به همین دلیل اتفاق می افتد.