مقدمه

یکی از راه‌های تامین آب مصرفی، حفر چاه و بهره‌برداری از آب چاه جهت تامین نیاز است. آب چاه برخلاف آب شهری وارد تصفیه‌خانه شهری نمی‌شود وعملیات ضدعفونی و فیلتراسیون را طی نمی‌کند. علاوه بر آن آب چاه حاوی مقادیر آهن و منگنزی است که در اثر تماس با بستر سنگی زمین به آن وارد شده است. البته غلظت حضور این املاح بسته به منطقه جغرافیایی، عمق چاه و مدت زمان تماس متفاوت خواهد بود.

آب‌های چشمه و چاه بدلیل تماس مستقیم با آب‌های زیر‌زمینی و بستر‌های سنگی زمین دارای بیشترین مقدار املاح از جمله آهن و منگنز هستند، البته مقدار املاح آهن بیشتر است، که ممکن است با چشم غیرمسلح دیده نشوند و شفاف بنظر آیند ولی به محض اکسید شدن لکه های قهوهای و نارنجی بدلیل حضور آهن و لکه‌های سیاه بدلیل حضور منگنز پدیدار می‌شوند.

مشکلات ناشی از حضور اهن و منگنز در آب به شرح زیر است:

• ایجاد طعم و بوی نامطبوع و فلزی در آب آشامیدنی
• ایجاد لکه قهوه‌ای و نارنجی روی ظروف و لباس و کاشی‌ها
• تشکیل رسوب درون لوله‌های تاسیسات
• امکان تشکیل باکتری آهن و بروز مشکلات گوارشی

بنابراین باید نسبت به تصفیه آب چاه از املاح یاد شده بدلیل مشکلات فوق اقدام نمود. در ادامه به شرح انواع روش‌های تصفیه آب چاه در جهت حذف آهن و منگنز می‌پردازیم.

آب آشامیدنی سالم و استاندارد:

حضورآهن و منگنز در آب آشامیدنی خطری برای سلامتی انسان ندارد ولی بعلت ایجاد طعم و بوی فلزی نامطبوع در هنگام نوشیدن و ایجاد لکه برروی ظروف و البسه، حضور آن ناخوشایند است. طبق استاندارد جهانی میزان آهن در آب تا حداکثر 3/0 ppm و میزان منگنز تا حداکثر 05/0 ppm مورد قبول است.

آهن و منگنز موجود در آب:

تعیین میزان و نوع آهن و منگنز در آب سبب انتخاب روش درست و بهینه جهت تصفیه می‌شود. این املاح به دو صورت محلول و نامحلول در آب وجود دارد.

آهن و منگنز نامحلول در هنگام خروج آب و یا چشمه‌های سطحی با چشم عادی و بدون نیاز به ابزار قابل رویت هستند. این فلزات اکسید‌شده با استفاده از فیلتراسون نظیر فیلتر شنی قابل حذف هستند و تصفیه آن نسبت به حالت محلول به مراتب راحت تر است.

اگر آب خروجی چاه و چشمه بصورت شفاف بود و با مرور زمان لکه نارنجی پدیدار شد مشخص می‌شود آهن موجود در آب بصورت محلول است که با مجاورت هوا، کلر یا ازون، آهن نامحلول اکسید می‌شود و پس از آن به شکل آهن نامحلول در آمده و با کمک فیلتر فیزیکی قابل حذف است.

روش حذف آهن و منگنز موجود در آب:

• سختی‌گیر رزینی:
  

  یا استفاده از رزین کاتیونی در جهت حذف آهن و منگنز موجود در آب اقدام می‌شود. با عبور آب دارای منگنز و آهن محلول، تبادل یونی صورت گرفته و آب تصفیه می‌شود. سپس املاح جدا شده در هنگام بکواش سیستم که به کمک محلول اسید سولفوریک انجام می‌شود، به فاضلاب تخلیه می‌شود.

• سیستم تزریق کلر:
  

  رایج ترین راه جهت تصفیه آب چاه است. جهت حذف آهن محلول در آب ابتدا باید از یک ماده اکسید کننده نظیر کلر استفاده کرد. کلر اکسید کننده قوی و از بین‌برنده تمامی میکروارگانیسم‌های موجود در آب است. البته وجود مخزن سبب طی زمان، جهت انجام کامل عمل اکسیداسیون توسط کلر الزامیست. این سیستم بصورت پمپ تزریق کلر و کلرزن خطی قابل استفاده است. پس از کلر زنی باید از فیلتر فیزیکی نیز استفاده نمود.

• سیستم تزریق ازن:
  

  ازن نیز مانند کلر یک اکسید کننده قوی است ولی بعلت ناپایداری باید در محل تولید و تزریق شود. این سیستم که هزینه اولیه بیشتری را دارد علاوه بر حذف آهن و منگنز موجود در آب چاه سبب حذف سایر مواد محلول نیز می‌شود. پس از نامحلول ساختن املاح یاد شده، استفاده از فیلترشنی جهت جداسازی ذرات نامحلول توصیه می‌گردد.

• فیلتر‌های اکسیدکننده گرین‌سند:
  

  این مواد آهن و منگنز موجود در آب را اکسید و سپس بطور فیزیکی نیز حذف می‌کنند. برای حذف آهن و منگنز محلول و نامحلول نیز بکار می‌روند و پس از مدتی کار نیاز به بکواش دارند تا دانه‌های آن احیا گردد. البته با تزریق کلر بعنوان پیش‌تصفیه به عمليات بکواش نياز نيست.

• استفاده از پلی‌فسفات:
  

  این روش تنها قادر به حذف آهن با غلظت کمتر از 2ppm است و در میزان تزریق آن باید دقت نمود زیرا استفاده بیش از حد آن سبب بروز لزجت و مشکل گوارشی می‌شود.

• هوادهی:

• در این روش با تزریق هوا به درون آب، آهن و منگنز موجود در آب اکسید می‌شودو سپس با کمک فیلتر فیزیکی از آب جدا می‌شود.

• كربن كاتاليزور:
  

  اين روش در هنگام غلظت آهن كمتر از 1 ppm استفاده مي‌شود و در آن عمليات اكسيداسيون و فيلتر بطور همزمان صورت مي‌گيرد و هزينه كمتري نسبت به ساير روش‌ها دارد.