آهن و منگنز از جمله ناخالصی‌های بسیاری از آب‌ها هستند. آهن و منگنز میتواند منشاء طبیعی (به ویژه در مورد آب‌های زیرزمینی) داشته باشد و یا خوردگی لوله‌ها، مخازن فلزی و سایر فلزات آهنی در تماس با آب، منجر به ورود آهن به آب گردد. همچنین تزریق مواد منعقدکننده بر پایه آهن، در هنگام فرایند تصفیه آب نیز یکی دیگر از علل وجود آهن در آب است.
آهن و منگنز در آب‌های زیرزمینی معمولاً به فرم یون‌های محلول دو ظرفیتی وجود دارند. در سطح زمین و در تماس با هوا و مواد اکسنده (ضدعفونی کننده)، بخشی از این یون‌ها به فرم‌های نامحلول آهن سه ظرفیتی و دی‌اکسید منگنز تبدیل می‌شوند. در آب‌های سطحی و همچنین در مواردی که منشاء آهن، خوردگی فلزات آهنی و نیز مواد منعقد کننده (مانند کلرور فریک) است، آهن به فرم ترکیبات نامحلول آهن سه ظرفیتی وجود دارد.
وجود آهن و منگنز در آب شهری و آشامیدنی، معضلاتی را ایجاد می‌کند که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ایجاد لکه‌های رنگی در البسه و اجسامی که با آب در تماس هستند
- ایجاد رسوب در سطوح در غلظت‌های بالا
- تقویت رشد باکتری‌های آهن
- ایجاد طعم نامطلوب در غلظت‌های بالا
- تهدید برای سلامتی انسان در غلظت‌های بالا
در مصارف صنعتی نیز وجود آهن و منگنز در آب مشکلاتی از جمله ایجاد فولینگ در غشاهای اسمزمعکوس و رزین‌های تبادل یون و نیز رسوب بر روی جداره و سطوح لوله‌های بویلرها به همراه دارد.
جدول 1 حدود مطلوب و مجاز آهن و منگنز برای آب آشامیدنی و جدول 2 برخی از حدود مجاز برای کاربردهای صنعتی آب را ذکر کرده است.
جدول 1. حدود مطلوب و مجاز آهن و منگنز در آب آشامیدنی (برحسب ppm)
| حد مجاز | حد مطلوب | |
| آهن | — | 0.3 |
| منگنز | 0.4 | 0.1 |
جدول 2. حدود مطلوب و مجاز آهن و منگنز در مصارف صنعتی آب (برحسب ppm)
| RO Feed Water | Low Pressure Boiler | |
| آهن | 0.05 | 0.1 |
| منگنز | 0.05 | — |
متداول‌ترین روش حذف آهن و منگنز از آب، اکسیداسیون به همراه ته‌نشینی و فیلتراسیون است. در این روش با تزریق هوا و یا یک ماده اکسنده نظیر کلر یا پرمنگنات پتاسیم، نخست فرم‌های محلول آهن و منگنز را اکسید و به فرم نامحلول درآورده و سپس با استفاده از روش‌های ته‌نشینی یا فیلتراسیون آن را جدا می‌کنند. این روش در عمل، همواره با مشکلاتی مانند فرار آهن و منگنز از فیلترها و نیاز مداوم به بکواش و ایجاد حجم قابل ملاحظه‌ای از پساب، مواجه است.
فیلتراسیون با مدیاهای ویژه از جمله FILOX، BIRM، Greensand و … از جمله سایر روش‌های حذف آهن و منگنز است. لیکن این روش‌ها نیازمند یک مدیای خاص هستند و تأمین‌کنندگان آن اغلب امریکایی هستند.
رزین‌های تبادل یون نیز می‌توانند برای حذف آهن و منگنز مورد استفاده قرار گیرند. لیکن فقط در مواردی کاربرد دارند که تمامی آهن به فرم آهن محلول باشد. فرم نامحلول آهن و منگنز میتواند منجر به گرفتگی رزین‌ها شود.
شرکت پالا فرایند راستین اقدام به توسعه یک جاذب و فرایند بسیار کارآمد برای حذف آهن و منگنز نموده است. آیرونیکس، یک جاذب آهن و منگنز با کارایی و ظرفیت بسیار بالا است. یک بستر حاوی آیرونیکس میتواند هم آهن و هم منگنز را به هر دو فرم محلول و نامحلول حذف کند. مکانیسم این عملیات، تلفیق همزمان اکسیداسیون و فیلتراسیون است. ماده آیرونیکس میتواند آهن و منگنز محلول موجود در آب را اکسید و به فرم نامحلول درآورده و در همان لحظه به دام بیاندازد. فرم‌های نامحلول نیز در بستر بسیار متخلخل آیرونیکس به دام می‌افتند. با انجام عملیات بکواش می‌توان آهن و منگنز به دام افتاده را تخلیه نمود و بستر، مجدداً برای کار آماده می‌شود. خواص اکسیداسیون آیرونیکس را نیز می‌توان با فراوری دوره‌ای یا فراوری پیوسته حفظ کرد.
آیرونیکس در مقایسه با سیستم کلاسیک اکسیداسیون – فیلتراسیون از ظرفیت بسیار بالاتری برای حذف آهن و منگنز برخوردار است. در سیستم کلاسیک، سطح فیلتر شنی بلافاصله توسط ذرات آهن و منگنز نامحلول، گرفته شده و سیستم نیاز به بکواش پیدا می‌کند. در عمل فقط از درصد کمی از عمق فیلتر استفاده می‌شود. این در حالی است که در سیستم آیرونیکس، تمامی عمق بستر در فرایند اکسیداسیون – فیلتراسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد و بستر، برای مدت زمان طولانی بدون نیاز به بکواش مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد.
شکل 1. جاذب آیرونیکس
شرکت پالا فرایند راستین آماده ارائه خدمات زیر به متقاضیان در ارتباط با این فرایند است:
- آنالیز آب و تعیین مقادیر آهن و منگنز آن؛ همچنین سایر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی لازم به منظور طراحی سیستم.
- طراحی و ساخت سیستم حذف آهن و منگنز آب بر اساس جاذب آیرونیکس
- فعالسازی جاذب و راه‌اندازی سیستم و تحویل آب فاقد آهن و منگنز
- گارانتی عملکرد فرایند
/