سختی گیر

سختی گیر

آب سخت، آبی حاوی کاتیون های کلسیم، منیزیم، استرانسیوم، آهن، ممگنز و… می باشد که با توجه به اینکه میزان استرانسیم، آهن و منگنز در آب بسیار کم است، کاتیون های کلسیم و منیزیم عامل اصلی ایجاد سختی آب به حساب می‌آیند.

سختی آب را می‌توان بر حسب واحد هایی چون میلی گرم یون در لیتر، میلی اکی والان گرم در لیتر و یا بر حسب معادل کلسیم کربنات حل شده در آب بیان نمود که این واحدها قابل تبدیل به یکدیگر نیز می باشند.

سختی آب انواع مختلفی دارد که می‌توان آنها را به چهار دسته زیر تقسیم کرد:

سختی کل

کل املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب سختی کل نامیده می شود که شامل قسمت های زیر است:

• سختی کلسیم که نشان دهنده مقدار یون کلسیم در آب می باشد.
• سختی کل منیزیم که نشان دهنده مقدار یون منیزیم در آب می باشد.

سختی دائم

سختی دائم شامل کلیه املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب به جز بی کربنات ها می باشد مانند: سولفات ها، کلرید ها و نیترات های کلسیم و منیزیم محلول در آب

این نوع سختی بر اثر جوشاندن حذف نمی شود

سختی موقت

سختی موقت شامل کلسیم و منیزیم کربنات محلول در آب می باشد که بر اثر جوشاندن آب تجزیه شده و رسوب می کنند.

در واقع می‌توان گفت سختی کل حاصل جمع سختی موقت و سختی دائم آب می باشد.

سختی کاذب

در اندازه گیری سختی کل محلول های غلیظ به روش تیتراسیون استاندارد مقدار به دست آمده بیش از مقدار واقعی یون های تولید کننده سختی می باشد که اختلاف این دو مقدار را سختی کاذب می نامند.

جهت از بین بردن سختی‌های موجود در آب از دستگاه‌ها و روش‌های متفاوتی استفاده می‌شود که در ادامه به بررسی دقیق تر هر یک از آن ها خواهیم پرداخت.

سختی گیر

سختی گیر دستگاهی برای حذف سختی کل آب که شامل کلسیم، منیزیوم و برخی کاتیون های فلزی موجود در آب سخت می باشد، است.

انواع سختی گیر از لحاظ جنس بدنه

• سختی گیر فایبرگلاس‌FRP

سختی گیر فایبر‌گلاس دستگاهی با بدنه ای از جنس پلی اتیلن که روی آن را الیاف فایبر گلاس پوشش داده‌اند می باشد که فشار تست این نوع سختی گیر معادل ۱۴ بار و فشار کاری آن حداکثر ۶ بار می باشد.

از مزایای این نوع سختی گیر می توان به وزن سبک مخزن، بهداشت بالاتر نسبت به نوع فلزی آن، ارزان تر بودن نسبت به نوع فلزی اشاره کرد.

ولی از این مخازن نمیتوان در حجم های بالا استفاده نمود همچنین مخازن فایبرگلاس عمر پایین تری داشته و در فضای آزاد نمی توان از آنها نگهداری کرد زیرا در برابر نور آفتاب و یا سرمای زیاد آسیب پذیر می باشند.

• سختی گیر فلزی

این نوع سختی گیر دستگاه ای از جنس فلزی گالوانیزه یا استیل می باشد که فشار تست آن معادل ۲۰ بار و فشار کاری آن بین ۴ تا ۷ بار می باشد.

این نوع سختی گیر ها کارایی بیشتری در ظرفیت‌های بالا نسبت به مدل فایبرگلاس دارند.

در این مخازن اگر سطح داخلی به‌درستی پس از سندبلاست با اپوکسی های مخصوص با ضخامت کافی پوشیده نشود در حضور آب به سرعت زنگ می زنند.

انواع سختی گیر آب از لحاظ عملکرد

سختی گیر رزینی

این نوع سختی گیرها که جزو متداولترین انواع سختی گیرها می باشند، کاربردهای فراوانی داشته که از آن جهت رفع سختی آب در مصارف آشامیدنی، دیگ‌های آب گرم، برجهای خنک کننده و… استفاده می‌شود.

این نوع دستگاه‌ها را به وسیله مخازن فلزی و فایبرگلاس در دو نوع تک مخزنه یا دوبلکس میسازند که ظرفیت این دستگاه ها تابعی از حجم آبی است که از آن عبور می کند و عملکرد آنها به این صورت می باشد که یون های منفی و مثبت موجود در آب سخت و رزین جایگزین یکدیگر شده و از این طریق سختی آب حذف می‌شود.

پس از این کار سیستم از سیکل خارج می شود و و احتیاج به احیا پیدا می‌کند که عمل احیا را توسط محلول آب و نمک با روش بک واش انجام می دهد.

کاربرد های سختی گیر های رزینی

• صنایع چرم سازی
• صنایع نساجی
• صنایع غذایی
• صنایع لاستیک سازی
• صنایع رنگ سازی و رنگرزی
• صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• پیش تصفیه آب ورودی به دستگاه های اسمز معکوس
• واحدهای قالیشویی

سختی گیر های رزینی انواع مختلفی دارند از جمله:

سختی گیر رزینی تمام اتوماتیک

این نوع دستگاه پس از حذف سختی آب، با توجه به میزان سختی آب و مقدار مصرف آن قابلیت تنظیم برنامه احیای رزین توسط شیرهای تمام اتوماتیک و بدون نیاز به اپراتور را دارا می باشد.

در این نوع سختی گیر ها قابلیت اتوماتیک بودن به دو طریق امکان پذیر می باشد:

• تنظیم از طریق مدت زمان فعالیت

تنظیم از طریق میزان جریان یا دبی آب عبوری

از مهم‌ترین مزایای این سختی گیرها می توان جلوگیری از هدر رفت آب و افزایش راندمان و همچنین صرفه اقتصادی بیشتر اشاره کرد.

سختی گیر رزینی نیمه اتوماتیک

سختی گیر های رزینی نیمه اتوماتیک، قابلیت برنامه ریزی برای ارسال دستور مکش و کارکرد را ندارد و یک فرد باید به صورت مستمر و در فواصل زمانی معین نسبت به تغییر حالت شیر و انجام عملیات بکواش اقدام نماید.

سختی گیر رزینی دستی

این نوع سختی گیرها دارای شیری به نام شیر سولو ولو می باشند که روی مخازن فیلتر شنی FRP نصب می گردند و قابلیت نصب از بغل به وسیله ساید کانکتور را نیز دارا می باشد که بیشتر برای ساخت آنها از مخازن فلزی استفاده می شود.

وظیفه شیرهای درون این دستگاه تغییر مسیر آب جهت عملیات بکواش می‌باشد.

نحوه عملکرد و فرایند تبادل یا یون

رزین ها حاوی یون های سدیم زیادی می باشند که تمایل زیادی به انجام تبادل با یون‌های سخت موجود در آب دارند.

طی این عملیات یونهای آب سخت به رزینها متصل شده و با یونهای سدیم جایگزین می گردند تا زمانی که کلیه یون های سدیم ای که رزین روی آن قرار دارد تخلیه شوند. در این هنگام سیستم نیاز به احیا پیدا می کند که توسط عملیات بکواش با استفاده از محلول آب نمک انجام می گیرد تادوباره سدیم لازم برای جانشین شدن با یونهای سخت موجود در آب در دسترس قرار گیرد.

سختی گیر مغناطیسی

سختی گیر های مغناطیسی وظیفه‌ی خنثی نمودن کریستال های کلسیم را بر عهده دارند، به این صورت که با ایجاد یک میدان مغناطیسی، سبب یک جریان القایی شده که روی یون های کلسیم و کلسیم کربنات موثر واقع می شود و کریستال های کلسیم را به کریستال‌های کلسیت آراگونیت تبدیل می کنند که در آب شناور می باشند و تمایلی به رسوب گذاری بر جداره تاسیسات در تماس با آب ندارند و به همراه جریان آب در یک مدار باز در داخل سیستم عبور کرده و تخلیه می شوند.

در واقع، سختی گیرهای مغناطیسی باعث تمایل یون ها به رسوب گذاری کمتر میشوند و اصلی‌ترین وظیفه آنها حذف سختی آب نمی باشد بنابر این از این نوع سختی گیر ها نمی توان در سیستمهای متمرکز تصفیه آب استفاده کرد زیرا در آب های با سختی بالا بازده پایینی دارند و مقرون به صرفه نمی باشند.

از فواید این نوع سختی گیرها می توان به جلوگیری از رسوب در لوله ها، افزایش انتقال حرارت در مبدل ها، دفع رسوباتی که در جداره ها وجود دارند، کاهش خوردگی در تجهیزات و افزایش عمر تجهیزات اشاره کرد.

سختی گیر های مغناطیسی به سه دسته تقسیم می شوند:

• بلوکی
• لوله‌ای
• کلمپی

سختی گیر الکترونیکی

سختی گیرهای الکترونیکی امواجی توسط دستگاه PAC تولید می کنند که این امواج از طریق آنتن هایی که به دور لوله آب پوشانده شده اند به آب سخت داخل لوله ها منتقل شده و تحت تاثیر این میدان نمکهای محلول ای که به صورت یون در آب موجود می باشند به شکل بلورهای ریز و معلق در می آیند که از تجمع این ذرات، بلورهای کربنات کلسیم خنثی شده و به صورت رسوب معلق در آب در می آیند که با توجه به اینکه خاصیت چسبندگی ندارند نمی توانند روی جدار داخلی لوله ها رسوب کنند.