پکیج حذف آهن و منگنز

سالهاست که در مناطق شمالی و دیگر نقاط کشور معضل وجود یون های آهن و منگنز اثرات زیان بار و برگشت ناپذیری بر روی بدن موجودات زنده و سیستم هایی که از این تغذیه می کنند به جای می گذارد. رنگ و بوی نامطبوع آب از کار افتادن سیستم های تصفیه آب (سختی گیر، اسمز معکوس، دیونایزر) در مدت بسیار کوتاه از اثرات وجود اکسیدهای آهن و منگنز که به صورت محلول و معلق در آب وجود دارند می باشد.

نحوه تشخیص آهن و منگنز در آب

• آهن

یون آهن Fe (فرو) در آب محلول بوده و آب حاوی این یون علامت ظاهری خاصی ندارد اما در مجاورت هوا این یون به سرعت با هوا ترکیب شده و تبدیل به آهن معلق (فریک) می شود. در این مرحله رنگ آب به رنگ زرد تغییر می کند.

قابل ذکر است که رنگ زرد آب الزاما به معنی وجود آهن نمی باشد. به عنوان مثال وجود آمونیاک نیز باعث زرد شدن رنگ آب می شود با این تفاوت که اگر رنگ آب به خاطر وجود آهن باشد پس از مدتی سکون آهن در کف ظرف به صورت مواد معلق ته نشین کرده رنگ آب زلال می شود ولی در مورد آمونیاک سکون مطلقا در ته نشین شدن و تغییر رنگ آب تاثیری ندارد.

• منگنز

یون منگنز همانند آهن به صورت محلول در آب وجود دارد که در صورت ترکیب با اکسیژن به صورت معلق در آمده و رنگ سیاه به خود می گیرد. یون منگنز نسبت به یون آهن تمایل کمتری برای ترکیب با هوا و اکسید شدن از خود نشان می دهد و در اصطلاح یون سر سختری است. 

حذف آهن و منگنز از آب

• در حالت محلول

در این حالت تنها راه جدا کردن این یون ها از آب استفاده از دستگاه RO و تکنولوژی اسمز معکوس می باشد با توجه به اینکه آهن و منگنز قابلیت رسوب گذاری بالایی بر غشاء ممبران دارند در مدت زمان کوتاهی می توانند باعث گرفتگی ممبران و کاهش چشمگیر میزان تولید شوند. فعال بودن سیستم CIP و استفاده از آنتی اسکالنت مرغوب در چنین مواردی بسیار حیاتی است.

• در حالت معلق

در این حالت که ماحصل ترکیب شدن این یون ها با اکسیژن هوا می باشد یون به صورت اکسید در آمده در آب معلق شده و باعث تغییر رنگ آب می شود. جداسازی این ذرات معلق به راحتی به کمک فیلترهای شنی یا میکرونی انجام می گیرد در حقیقت می توان گفت راز حذف آهن و منگنز از آب در هنر اکسید کردن این یون هاست.

چند روش کاربردی در رابطه با اکسید کردن یون های آهن و منگنز و کاربرد آن

• هوادهی

در این روش به کمک کمپرسورهای هوا ( Blow Air ) هوای محیط به صورت حبابهای ریز به داخل آب دمیده می شود. مجاورت یون های آهن و منگنز با اکسیژن موجود در هوا آنها را اکسید کرده و از حالت محلول به حالت معلق در می آورد. این روش به دلیل ارزان بودن و عدم افزودن مواد شیمیایی یکی از بهترین و مطمئن ترین روشها می باشد. عیب عمده این روش در مدت زمان طولانی جهت اکسید کردن یونها اخصا یون های منگنز می باشد لذا نمی توان از آن در حجم بالا استفاده کرد. در مرغداری ها استفاده از این راه کار بسیار مطمئن بوده و به دلیل کشت باکتریهای مفید در آب و بالا رفتن اکسیژن محلول نتایج شگرفی در بدن مرغ از خود به جا می گذارد.

• ازن

ازن که فرم سه اتمی اکسیژن می باشد بسیار ناپایدار بوده و تمایل شدیدی به پایدارشدن و آزاد کردن یون تک اتمی اکسیژن دارد به همین خاطر یکی از قویترین اکسید کننده های موجود در بازار می باشد در عین حال خاصیت ضد عفونی و میکروب کشی بالائی دارد. قدرت بالای اکسید کنندگی این گاز می تواند به طور قابل ملاحظه ای در زمان و حجم مخزن هوادهی صرفه جویی کند.

• استفاده از مواد شیمیایی

متداول ترین مواد شیمیایی که از آن جهت کاهش زمان اکسیداسیون یون های آهن و منگنز موجود در آب استفاده می شود کلر و پرمنگنات پتاسیم می باشد. کلر به صورت پرکلرین(کلر جامد) و یا اخیرا حالت مایع «آب ژاول خوراکی» و در قدیم به صورت گاز در بازار موجود بوده و هست. پرمنگنات پتاسیم KMNO4  که به صورت جامد در صنعت مرغداری استفاده می شود در اکثر داروخانه های دامپزشکی موجود می باشد. اضافه کردن کلر یا پرمنگنات به آب همانند یک کاتالیزور عمل کرده و سرعت واکنش اکسیژن با یونهای آهن و منگنز را افزایش می دهد. لذا باید از قبل، اکسیژن محلول در آب را به حد کافی رساند. عموما در تصفیه خانه های روستایی از این روش استفاده می شود. قبل از اضافه کردن کلر به آب با عبور آب از برجهای هوادهی اکسیژن محلول در آب به حد مطلوب می رسد. از نظر سرعت عملکرد پرمنگنات به کلر ارجحیت دارد ولی باید دقت کرد که دوز بیش از اندازه آن در آب باعث تغییر رنگ آب به رنگ قرمز شده که مسمومیتهای شدیدی به همراه دارد.

For many years, in the northern regions and other parts of the country, the presence of iron and manganese ions has had harmful and irreversible effects on the bodies of living organisms and the systems that feed on them. The unpleasant color and smell of water is caused by the failure of water purification systems (softener, reverse osmosis, deionizer) in a very short period of time due to the presence of iron and manganese oxides that are dissolved and suspended in water.

How to detect iron and manganese in water

Iron

Fe iron ion (ferro) is soluble in water and the water containing this ion does not have a special appearance, but in the vicinity of the air, this ion quickly combines with air and turns into suspended iron (ferric). At this stage, the color of the water changes to yellow.

It should be noted that the yellow color of water does not necessarily mean the presence of iron. For example, the presence of ammonia also causes the color of water to turn yellow, with the difference that if the color of the water is due to the presence of iron, after some time the iron settles on the bottom of the container in the form of suspended matter and the color of the water becomes clear, but in the case of ammonia, stagnation It has absolutely no effect on settling and changing the color of water.

Manganese

 Manganese ion, like iron, exists as a solution in water, which becomes suspended when combined with oxygen and acquires a black color. Compared to iron ion, manganese ion shows less tendency to combine with air and oxidize.

elimination of iron and manganese from water

In solution mode

In this state, the only way to separate these ions from the water is to use the reverse osmosis technology, considering that iron and manganese have a high deposition ability on the membrane, in a short period of time they can cause the membrane fouling and significantly reduce the amount permeate water. It is very important to have the CIP system and use a high-quality antiscalant in such cases

In suspended mode

In this state, which is the result of the combination of these ions with the oxygen in the air, the ion is suspended in the water in the form of an oxide and causes the water to change color. The separation of these suspended particles is easily done with the help of sand or micron filters.

Some practical methods for oxidizing iron and manganese ions

Aeration

In this method, with the help of air compressors (Blow Air), ambient air is blown into the water in the form of small bubbles. The proximity of iron and manganese ions with oxygen in the air oxidizes them and turns them from solution to suspension. This method is one of the best and most reliable methods due to its low price and lack of chemicals. The main disadvantage of this method is that it takes a long time to oxidize ions, especially manganese ions, so it cannot be used in high volume. In poultry farms, the use of this method is very safe and due to the cultivation of beneficial bacteria in the water and the increase in dissolved oxygen, it leaves tremendous results in the chicken’s body.

Ozone

Ozone, which is a triatomic form of oxygen, is very unstable and has a strong tendency to stabilize and release monoatomic oxygen ions, therefore it is one of the strongest oxidizing agents, at the same time, it has high antiseptic and germicidal properties. The high oxidizing power of this gas can significantly save the time and volume of the aeration tank.

 Use of chemicals

The most common chemicals that are used to reduce the oxidation time of iron and manganese ions in water are chlorine and potassium permanganate. Chlorine is available in the form of perchlorine (solid chlorine) or recently in the liquid form of ” Bleach” and in the past in the form of gas. Potassium permanganate KMNO₄, which is used in solid form in the poultry industry, is available in most veterinary pharmacies. Adding chlorine or permanganate to water acts as a catalyst and increases the reaction rate of oxygen with iron and manganese ions. Therefore, the oxygen dissolved in the water should be brought to a sufficient level beforehand. This method is generally used in rural treatment plants. Before adding chlorine to the water, by passing the water through the aeration towers, the oxygen dissolved in the water reaches the optimal level. Permanganate is preferable to chlorine in term of functioning speed, but it should be noted that its excessive dose in water causes the color of water changes to red, which causes severe poisoning.