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.
آهن و منگنز در آب معمولاً به دو صورت در آب چاه وجود دارند:
- آهن و منگنز نامحلول: این بخش از آهن و منگنز خود را بصورت ذرات معلق نامحلول در آب نشان داده و از همان ابتدا رنگ آب را کدر می کند. جداکردن این نوع آهن و منگنز با فیلتر شنی یا مولتی مدیا به همراه فیلتر الیافی امکان پذیر است.
- آهن و منگنز محلول: بخشی از آهن و منگنز بصورت محلول در آب بوده و در ابتدا با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نیستند. اما به مرور زمان و پس از تماس با یک ماده اکسید کننده مانند هوا و یا کلر، اکسید شده و تبدیل به ذرات معلق در آب می شوند. به همین دلیل پس از برخورد با هوا و یا کلر، رنگ آب تغییر می کند.
جدا کردن آهن و منگنز محلول در آب پیچیدگی بیشتری دارد. ابتدا باید آهن و منگنز محلول در آب اکسید شده و سپس ذرات اکسید آهن و منگنز نامحلول با فیلتر از آب جدا شوند.
برای اکسید کردن آهن و منگنز نامحلول در آب معمولاً دو روش وجود دارد:
- اکسیداسیون و فیلتراسیون همزمان آهن و منگنز در یک ستون فیلتر با استفاده از مواد فیلتراسیون مخصوص
- تزریق یک ماده اکسید کننده به آب (مانند هوا، کلر و یا ازن) در مرحله اول و سپس فیلتراسیون فیزیکی آهن و منگنز در مرحله بعدی
دستگاه های مختلفی که توسط شرکت آب فناور برای حذف آهن و منگنز آب پیشنهاد می شود، به استفاده از دو مکانیزم فوق می تواند درصد بالایی از آهن و منگنز داخل آب چاه را حذف کند.
اکسیداسیون آهن در این سیستم توسط کلر و دانه های IRONIX انجام می شود. این کار هم موجب حذف کل آهن موجود در آب شده و هم میزان مصرف کلر برای اکسیداسیون را کاهش می دهد. فیلتر IRONIX یک روش بسیار قوی برای حذف آهن و منگنز از آب چاه به شمار می آید. اساس و روش کار این سیستم در دو مرحله انجام می شود که در ادامه توضیح داده می شود:
تزریق پیوسته کلر در این سیستم سه مزیت مهم دارد:
- ضدعفونی آب
- اکسید شدن آهن و منگنز محلول و کمک به فیلتراسیون بهتر
- طول عمر دائمی ماده جاذب آهن (IRONIX) و عدم نیاز به احیای آن
پس از تزریق کلر، آب وارد فیلتر اصلی حذف آهن می شود. این فیلتر با استفاده از آنتراسیت و ماده جاذب آهن IRONIX باعث حذف کامل آهن و منگنز از آب خواهند شد. ماده جاذب IRONIX یک ماده فیلتراسیون قوی مخصوص آهن و منگنز است که همزمان خاصیت اکسید کنندگی و فیلتراسیون آهن را دارد.
- آب حاوی آهن و منگنز از طریق شیر وارد فیلتر IRONIX شده و از بالای بستر آنتراسیت و ماده جاذب آهن در فیلتر به سمت پایین حرکت می کند.
- آنتراسیت با توجه به دانسیته و اندازه مناسب، آهن نامحلول و آهن اکسید شده توسط کلر را از آب حذف می کند.
- ماده جاذب آهن قادر است ضمن اکسیداسیون آهن، آن را در بستر خود نگه داشته و کاملاً از آب جدا کند.
- آب تمیز و شفاف از پایین بستر فیلتر از طریق نازل و لوله به سمت شیر فیلتر رفته و از آن خارج می شود و به این ترتیب، آب شفاف و تمیز در اختیار مصرف کننده قرار می گیرد.
- پس از مدت زمانی (بسته به مقدار مصرف و کیفیت آب ورودی)، فیلتر IRONIX نیاز به بک واش خواهد داشت. این کار از طریق شیر فیلتر بصورت دستی و یا اتوماتیک قابل انجام است. در این فرآیند، جهت جریان آب معکوس شده و بستر آنتراسیت و مواد فیلتراسیون کاملاً منبسط و ذرات معلق داخل آنها از فیلتر خارج و فیلتر مجدداً آماده استفاده خواهد شد.
نقشه شماتیک نصب فیلتر حذف آهن و منگنز IRONIX
حذف آهن و منگنز در این دستگاه، در دو مرحله جداگانه "اکسیداسیون" و "فیلتراسیون" صورت می گیرد. در مرحله اول، گاز ازن بوسیله یک دستگاه ازن ژنراتور در داخل مخزن ذخیره آب تزریق می شود. ازن بسرعت آهن و منگنز را اکسید کرده و آنها را بصورت ذرات نامحلول در آب در می آورد.
در مرحله بعدی، آب وارد یک فیلتر مولتی مدیا و یا فیلتر شنی می شود. ذرات اکسید شده آهن و منگنز در داخل این فیلتر از آب جدا شده و آب خروجی کاملاً تصفیه شده از آهن و منگنز خواهد بود.
نقشه شماتیک نصب فیلتر حذف آهن و منگنز با دستگاه ازن ژنراتور
مقایسه روش های مختلف حذف آهن و منگنز از آب چاه
| فیلتر مولتی مدیا | کلرزنی | هوادهی | ازن زنی | |
|
قدرت حذف آهن و منگنز |
متوسط | خوب | خوب | عالی |
|
ضدعفونی آب |
خیر | بله | خیر | بله |
|
حذف بو |
خیر | بله | خیر | بله |
|
نیاز به مخزن ذخیره |
ندارد | دارد | دارد | دارد |
| هزینه اولیه | کم | بالا | متوسط | بالا |
| هزینه مواد مصرفی و نگهداری | کم | بالا | کم | کم |
| احتمال خرابی | کم | متوسط | کم | متوسط |
