حذف آهن و منگنز از آب
آهن و منگنز هر دو از فراوان‌ترین عناصر زمین بوده و در اغلب خاک‌ها و سنگ های پوسته زمین به مقدار زیاد موجود هستند. این دو عنصر می توانند از طریق باران اسیدی به صورت محلول وارد آب شوند. این مواد اثرات متفاوتی در محیط اطراف به جای می‌گذارد. از جمله مهم‌ترین مشکلات موجود آهن و منگنز در آب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد در ادامه با ما همراه باشید تا شمارا با انواع روش های حذف آهن و منگنز از آب آشنا سازیم.
- در صورت بالا بودن میزان آنها باعث ایجاد کدورت، طعم و رنگ در آب می‌شود.
- باعث ایجاد رسوبات در کانال های آب رسانی می‌شود.
- در صنایع کاغذسازی، چرم سازی و یخ سازی باعث کاهش راندمان می‌شود.
- بر روی ظروف آشپزخانه و نیز البسه لکه های قهوه‌ای رنگ به جا می‌گذارد.
- در سیستم های خنک کن باعث ایجاد رسوب می‌شود.
همان‌طور که گفته شد این دو عنصر در آب‌هایی که Ph بالا دارند به راحتی حل شود. در صورتی که در آب گاز co2 نیز موجود باشد این انحلال با سرعت بیشتری رخ می‌دهد و به صورت Fe(HCO3)2 حل می‌شود.
آهن به چندین شکل در آب موجود است و شناخت اینکه چه شکلی از آهن در آب موجود می‌باشد برای انتخاب روش صحیح تصفیه ضروری است.
1.شکل اول حالتی است که آب خارج‌شده از شیر آب؛ ظاهری شفاف دارد، اما زمانی که اجازه داده می‌شود آب به حالت سکون قرار گیرد، ذرات سیاه یا به رنگ زنگ‌زدگی که پس از مدتی در ته ظرف ته‌نشین می‌شوند ظاهر می‌گردد.
2-آهن فریک، دومین شکل از آهن است که معمولاً در آب یافت می‌شود. ظاهر آب در این شکل، حالتی زنگ‌زده داشته و یا دارای رنگ قرمز یا زرد است. آهن فریک نامحلول در آب است و مواقعی که آب به حالت سکون قرار می‌گیرد به سرعت در ته ظرف ته‌نشین می‌شود.
3. لایه نازک لزج قهوه‌ای یا قرمز روی منصوبات لوله‌کشی (همچون داخل فلاش تانک ها)، یا ایجاد لجن‌های ژلاتینی در لوله‌ها که ممکن است معرف حضور باکتری‌های آهن باشد. این باکتری‌ها در آب زندگی می‌کنند و برای بقا شان آهن را متابولیز می‌کنند.
حل مشکل باکتری‌های آهن و منگنز معمولا با استفاده از فرآیندهای گندزدایی از قبیل کلریناسیون و سپس حذف کلر اضافی به وسیله فیلتر کربن اکتیو صورت می‌گیرد. تشخیص مشکل باکتری‌های آهن و منگنز مهم است زیرا این‌گونه باکتری‌ها می‌توانند موجب زنگ‌زدگی لوله و آسیب تجهیزات تصفیه آب شوند.حل مشکل باکتری‌های آهن و منگنز معمولاً با استفاده از فرآیند های گندزدایی از قبیل کلریناسیون و سپس حذف کلر اضافی به وسیله فیلتر کربن اکتیو صورت می‌گیرد. تشخیص مشکل باکتری‌های آهن و منگنز مهم است زیرا این گونه باکتری ها می‌توانند موجب زنگ زدگی لوله و آسیب تجهیزات تصفیه آب شوند.
آهن و منگنز
روش‌های حذف آهن
معمولاً این عنصر به یکی از روش های زیر حذف می‌شود:
- تبدیل عناصر مذکور به حالتی که قابلیت ته نشینی را داشته باشند (تبدیل یون فرو به فریک)
- حذف ترکیبات محلول آهن به کمک فرایند تبادل یون
- حذف آهن به کمک آهک
حذف به کمک هوادهی
این روش مناسب برای حالت اول آهن در آب می‌باشد.
اولین راه حل برای حذف آهن از آب این است که آهن بی کربنات را در تماس با اکسیژن فرار می‌دهیم تا به هیدرات فریک تبدیل شود و اگر این واکنش اتفاق بی افتد به صورت گلوله های قابل ته نشینی ظاهر می‌شود.
واکنش تبدیل آهن بیکربنات به هیدرات فریک
در این فرایند ذرات آهن حالت کلویید داشته و دیر ته‌نشین می‌شود لذا بهتر است در این روش حذف بعد از حوض هوادهی از یک حوضچه برای ته نشین شدن ذرات استفاده شود. همچنین می‌توان از یک فیلتر برای جداسازی استفاده کرد.
صافی به طور مستقیم نمی‌تواند باعث حذف آهن شود لذا بعد از واحد هوادهی که آهن قابلیت حذف را دارد و به صورت لخته می‌باشد، از آنها (که عمدتا از نوع فیلتر های تند ماسه‌ای است) برای حذف ذرات قابل جداسازی آهن استفاده می‌شود.
صافی های مذکور از شن و ماسه و یا آنتراسیت و یا مخلوطی از آنها پر می‌شود. با عبور آب از روی این بستر آهن تا حد قابل قبولی از آب جدا می‌شود.
در صورت حضور برخی از مواد الی در آب مشکلاتی در اکسیداسیون آهن به وجود می آید. مشکل به این صورت است که در صورت وجود مواد آلی در آب با ایجاد کمپلکس آهن این مواد مانع رسوب کردن آهن می‌شود از طرفی استفاده از کلر به دلیل گران بودن نیز مناسب نیست. لذا استفاده از منعقد کننده راه کار مناسبی می‌باشد.
حذف به کمک رزین
آهن را می توان توسط رزین های کاتیونی از آب جدا کرد ولی حضور ترکیبات فریک موجب ایجاد رسوب روی رزین ها می‌شود. بنابراین آب ورودی به رزین‌ها بایستی فاقد ترکیبات فریک باشد.
رزین کاتیونی بیشتر برای حذف یون های آهن موجود در آب چاه استفاده می‌شود. رزین های تبادل کننده‌ی یون هیدروژنی نیز برای جداسازی یون های فرو از آب به کار می‌روند.
احیا رزین‌ها در این روش به کمک اسیدسولفوریک است.
استفاده از آهک
فرایند نرم سازی توسط آب آهک موجب کاهش قابل توجه آهن می‌شود.
در این روش با افزودن آهک ph آب افزایش یافته و ترکیبات فرو به فریک تبدیل می‌شود و به راحتی ته نشین می‌شود.
واکنش آهک با ترکیبات آهن دار
حذف منگنز مشابه روش‌های بیان‌شده برای آهن است تنها تفاوتی که وجود دارد این است که برای حذف منگنز PH بایستی بیشتر از واکنش‌های حذف آهن باشد.
رزین حذف آهن
منبع
کتاب :تصفیه آب‌های صنعتی.نویسنده :دکتر مرتضی حسینیان
کتاب: مبانی روش‌های شیرین سازی آب شور.نویسنده:تام هنک راتس دان تونر
منبع: شیمی تصفیه آب وب پساب های صنعتی-دانشور
شرکت زادآب به عنوان تولیدکننده تجهیزات آب و فاضلاب آماده ارائه مشاوره رایگان به شما عزیزان می باشد. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.
021-55256411-12
09223345280