حذف آهن از آب یکی از مراحل مهم در تصفیه آب است، زیرا وجود آهن باعث تغییر رنگ، طعم نامطلوب، ایجاد لکه روی لباس و تجهیزات، گرفتگی لولهها و رشد باکتریهای آهن میشود.
آهن در آب به چه شکل وجود دارد؟
آهن معمولاً به دو شکل اصلی در آب یافت میشود:
- آهن محلول (Ferrous Iron – Fe²⁺)
- آب در ابتدا شفاف است.
- پس از قرار گرفتن در معرض هوا، آب زرد یا قهوهای میشود.
- این نوع آهن به راحتی با اکسیداسیون قابل حذف است.
- آهن نامحلول (Ferric Iron – Fe³⁺)
- از همان ابتدا آب کدر، زرد یا قهوهای است.
- به صورت ذرات معلق وجود دارد.
- با فیلتراسیون به راحتی حذف میشود.
روشهای حذف آهن
۱. هوادهی (Aeration)
در این روش هوا به آب تزریق میشود.
واکنش شیمیایی:
Fe²⁺ + O₂ → Fe³⁺ → Fe(OH)₃
رسوب قهوهای رنگ هیدروکسید آهن تشکیل شده و سپس توسط فیلتر حذف میشود.
مزایا:
- هزینه پایین
- بدون استفاده از مواد شیمیایی
- مناسب برای آهن تا حدود ۵ تا ۱۰ میلیگرم در لیتر
۲. تزریق کلر
کلر آهن محلول را اکسید میکند.
مزایا:
- حذف همزمان آهن، منگنز و برخی میکروارگانیسمها
معایب:
- نیاز به تنظیم دقیق مقدار کلر
- ممکن است طعم و بوی آب تغییر کند.
۳. تزریق پرمنگنات پتاسیم (KMnO₄)
این روش بیشتر زمانی استفاده میشود که علاوه بر آهن، منگنز نیز در آب وجود داشته باشد.
سپس آب از فیلترهای مخصوص مانند Greensand عبور میکند.
۴. تزریق ازن (Ozone)
ازن اکسیدکننده بسیار قوی است و آهن را به سرعت به رسوب تبدیل میکند.
مزایا:
- بسیار مؤثر
- ضدعفونی هم انجام میدهد.
معایب:
- هزینه تجهیزات زیاد است.
۵. فیلترهای اکسیدکننده
رسانههای متداول عبارتاند از:
- Birm
- Manganese Greensand
- Katalox Light
- Pyrolox
این بسترها باعث اکسید شدن و به دام افتادن آهن میشوند.
۶. فیلتر شنی
اگر آهن از قبل به صورت رسوب درآمده باشد، فیلتر شنی آن را حذف میکند.
به همین دلیل معمولاً بعد از مرحله اکسیداسیون نصب میشود.
۷. اسمز معکوس (RO)
اگر مقدار آهن کم باشد، ممبران RO قادر به حذف آن است؛ اما اگر آهن قبل از ورود به RO حذف نشود، ممبران به سرعت دچار گرفتگی و کاهش عمر میشود. به همین دلیل در سیستمهای RO صنعتی معمولاً حذف آهن بهعنوان پیشتصفیه انجام میشود.
بهترین روش بر اساس مقدار آهن
| مقدار آهن | روش مناسب |
|---|---|
| کمتر از ۲ mg/L | فیلتر Birm یا هوادهی |
| ۲ تا ۱۰ mg/L | هوادهی + فیلتر شنی یا Katalox Light |
| ۱۰ تا ۲۰ mg/L | کلرزنی یا پرمنگنات + فیلتر |
| بیشتر از ۲۰ mg/L | اکسیداسیون قوی (ازن یا کلر) + تهنشینی + فیلتراسیون |
نقش pH
حذف آهن به pH آب بستگی دارد:
- pH کمتر از ۶٫۵: حذف آهن دشوارتر است.
- pH حدود ۷ تا ۸: بهترین شرایط برای اکسید شدن و حذف آهن فراهم میشود.
اگر در سیستم RO از آنتیاسکالانت استفاده میکنید توجه داشته باشید که آنتیاسکالانت برای حذف آهن طراحی نشده است. حتی اگر از آنتیاسکالانت استفاده شود، وجود آهن محلول یا رسوبی میتواند باعث گرفتگی ممبرانهای RO شود. بنابراین ابتدا باید آهن با یکی از روشهای بالا حذف شود و سپس آنتیاسکالانت برای جلوگیری از رسوب املاحی مانند کربنات کلسیم یا سولفاتها تزریق شود.