آهن و منگنز از جمله املاحی هستند که به طور طبیعی در آب های زیرزمینی به فراوانی یافت می شوند. این املاح به دلیل تماس آب با بسترهای سنگی زیرزمینی ایجاد می شوند. آب با عبور از سنگ ها و ترکیب با آن ها، غلظت های مختلفی از آهن و منگنز را به خود می گیرد. مدت زمانی که آب در تماس با این سنگ ها قرار دارد، تأثیر مستقیمی بر میزان این املاح در آب دارد.
آب های چشمه و چاه معمولاً دارای بالاترین غلظت های آهن و منگنز هستند. این املاح با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند و آب در حالت عادی به نظر شفاف و عاری از آلودگی می آید. اما هنگامی که با اکسیژن ترکیب می شوند، ممکن است لکه های نارنجی، قهوه ای یا سیاه رنگی را ایجاد کنند. لکه های سیاه ناشی از منگنز و لکه های قهوه ای و نارنجی به دلیل وجود آهن در آب است. با توجه به استانداردهای بهداشتی، وجود آهن و منگنز در آب آشامیدنی به خودی خود خطرناک نیست، اما طعم تلخ و ایجاد لکه می تواند مشکلاتی را به همراه داشته باشد. بر اساس استانداردهای بین المللی، غلظت آهن نباید از ۰.۳ ppm و غلظت منگنز از ۰.۰۵ ppm بیشتر باشد.
با توجه به نیاز به آب سالم و عاری از آلودگی، انتخاب روش مناسب برای حذف آهن و منگنز از آب های زیرزمینی اهمیت ویژه ای دارد. روش ها حذف این مواد با توجه به غلظت املاح و شرایط خاص هر منطقه می توانند متفاوت باشند و انتخاب صحیح می تواند به بهبود کیفیت آب آشامیدنی کمک کند.
روش های حذف آهن و منگنز از آب
برای حذف این املاح از آب، روش های متعددی وجود دارد که در ادامه به تشریح هر یک پرداخته می شود:
۱. سختی گیر
یکی از رایج ترین شیوه ها برای حذف آهن و منگنز، استفاده از سختی گیرهای تعویض یونی است. این سیستم علاوه بر آهن و منگنز، کلسیم و منیزیم را نیز حذف می کند. عملکرد این روش به این صورت است که یون های سدیم با آهن و منگنز موجود در آب جایگزین می شوند. پس از آن، این املاح با روش بک واش از سیستم خارج می شوند. لازم به ذکر است که اگر آهن و منگنز پیش از ورود به سیستم سختی گیر با کلر یا هوا اکسید شوند، نمی توان از این سیستم استفاده کرد؛ زیرا رسوب ناشی از اکسیداسیون بر روی رزین ایجاد مشکل می کند.
۲. اضافه کردن پلی فسفات
اگر غلظت آهن در آب کمتر از ۲ ppm باشد، افزودن پلی فسفات به آب می تواند یک گزینه مقرون به صرفه باشد. در این روش، پلی فسفات به آب تزریق می شود. اما دقت در مقدار تزریق بسیار مهم است؛ زیرا تزریق بیش از حد می تواند موجب افزایش لزجی آب و حتی مشکلات گوارشی در انسان شود. همچنین این روش تنها منگنز را حذف نمی کند.
۳. فیلترهای اکسید کننده
در این روش، آهن و منگنز با استفاده از فیلترهای مخصوصی مانند Birm و Greensand اکسید می شوند. این فیلترها ابتدا آهن و منگنز را اکسید کرده و سپس به صورت فیزیکی این املاح را از آب جدا می کنند.
۴. اکسیداسیون و فیلتراسیون
اگر غلظت آهن و منگنز بیش از ۱۰ ppm باشد، بهترین روش ابتدا اکسید کردن و سپس فیلتراسیون است. در این شیوه، با تزریق مواد شیمیایی مانند کلر یا پرمنگنات پتاسیم، آهن و منگنز اکسید شده و سپس با فیلتراسیون از آب جدا می شوند.
۵. تزریق هوا
در این روش، هوا به آب تزریق می شود تا باعث اکسید شدن آهن و منگنز شود. سپس با فیلتراسیون، این املاح حذف می شوند. این سیستم هزینه اولیه بالاتری دارد، اما هزینه نگهداری آن کمتر از روش های دیگر است.
۶. سیستم کربن کاتالیزوری
اگر غلظت آهن در آب کمتر از ۱ ppm باشد، می توان از کربن های کاتالیزوری استفاده کرد. این روش به صورت همزمان اکسیداسیون و فیلتراسیون را انجام می دهد و نیازی به بک واش ندارد، بنابراین هزینه نگهداری کمتری خواهد داشت.
۷. تزریق ازن
ازن یکی از مواد شیمیایی موثر در اکسید کردن املاح موجود در آب است. این ماده به دلیل ناپایداری باید در محل تولید و به آب تزریق شود. دستگاه های تولید ازن قادر به حذف سایر آلودگی ها و فلزات نیز هستند، اما هزینه بالاتری نسبت به سایر روش ها دارند.
