سختی آب چیست:
سختی آب به دو دسته تقسیم می شود،دسته اول شامل سختی موقت می باشد که شامل املاح بی کربنات کلسیم و منیزیم می باشد که در اثر حرارت دادن از حالت محلول به حالت غیر محلول درآمده و در نتیجه باعث رسوبگذاری می شوند.سختی نوع دوم،سختی دائمی است که شامل املاح سولفات و کلرایدونیترات و غیره با منیزیم و کلسیم است.این نمک ها در آب تفکیک شده و یون هایی با بار مثبت (کاتیون)و منفی(آنیون) به وجود می آورند.
پارامتر های اندازه گیری سختی آب:
TDS(total dissolved solids) : منظور از TDS مجموع تمام یون های موجود در آب می باشد.به طور کلی تمام ناخالصی های جامد محلول در آب می باشد.واحد اندازه گیری آن میلی گیرم در لیتر یا PPM می باشد.
EC : قابلیت هدایت و کانداکتیویته آب را نشان می دهد و این پارامتر نشان دهنده قابلیت عبور جریان الکتریسیته از آب است که این خود تابعی از قدرت یونی آب می باشد و واحد اندازه گیری آن میکرو زیمنس بر سانتی متر یا میکرو موس بر سانتی متر می باشد.
TDS = 0.5 EC
این پارامتر که مهمترین پارامتر در محاسبات ظرفیت سختی گیر محسوب می شود بیانگر میزان غلظت یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب می باشد که عامل اصلی رسوب گذاری در تجهیزات می باشد. واحد اندازه گیری این آیتم ppm میباشد.
انواع سختی گیر
آب سخت در حالت طبیعی می تواند رسوب ایجاد کند، هنگامی که گرم می شود، لایه ای رسوبی از خود به جا خواهد گذاشت. این رسوب و دیگر ناخالصی ها در درون لوله ها، شیرها و پمپ ها انباشته شده و مانعی در مسیر جریان سیال ایجاد می نماید و میزان اتلاف انرژی و هزینه ها را افزایش می دهد. به همین جهت باید آب را سختی زدایی یا سختی گیری نمود.
روش های متنوعی جهت سختی گیری آب وجود دارد که بسته به شرایط، یکی از این روش ها انتخاب می شود. در حال حاضر 9 روش برای سختی گیری آب در تمامی کاربردها از صنعتی تا خانگی وجود دارد که این 9 روش به چهار دسته کلی سختی گیر مکانیکی، فیلترهای آب، سختی گیر فیزیکی و سختی گیر شیمیایی تقسیم می شود.
در زیر به اختصار به شرح این روش ها می پردازیم.
سختی گیر چیست؟
از این مجموعه سختی گیر رزینی متداول ترین روش سختی گیری آب می باشد. بر خلاف سختی گیر مغناطیسی، سختی گیر شیمیایی و سختی گیر فیزیکی که سختی را از آب نمی زدایند و از آن به عنوان نرم کننده استفاده می شود و صرفا جهت جلوگیری از ته نشینی رسوبات می باشدو به محض وارد شدن شوک به محلول آب و املاح آن سختی دوباره باز می گردد، سختی گیر رزینی به منظور “حذف” یون های سخت آب مورد استفاده قرار می گیرد.
ساز و کار سختی گیر رزینی تبادل یونی می باشد. همانند شکل زیر، یون های کلسیم و منیزیم که عامل اصلی سختی آب می باشند، با یون های سدیم جایگزین می شوند و عملا سختی آب حذف می شود. در سختی گیر رزینی اگر از شیرهای سولویید ولو به جای شیرهای اتومات استفاده شود، نیازی به جریان برق ندارند و این مسئله باعث می شود که سختی گیر رزینی در هر شرایطی پیاده سازی شوند.
همچنین سختی گیرهای رزینی قابل احیا کردن می باشد و نیازی به تعویض رزین در دوره های کوتاه مدت نمی باشد.
فیلتر کربن برای سختی گیر رزینی
از مجموعه فیلترهای آب بوده و در کنار فیلتر کربن فعال استفاده می شوند. بزرگ ترین عیب این روش که باعث می شود محبوبیت چندانی نداشته باشد آن است که برخلاف سختی گیر رزینی، قابلیت احیا ندارند و فیلتر زغال چوب آن، نیاز به تعویض های مرتب دارد. همچنین در این روش راه حلی برای رسوبات آهکی وجود ندارد .
اسمز معکوس
سیستم های اسمز معکوس از مجموعه فیلترهای آب بوده و می توانند 99.5 درصد سختی آب را مهار کنند و برای صنایعی کاربرد دارند که حساسیت بالایی به املاح آب دارند.اما هزینه های بالای نصب و راه اندازی و همچنین هزینه های نگه داری که نیازمند یک اپراتور متخصص اسمز معکوس می باشد، استفاده از این روش را برای صنایع کوچک محدود می سازد. از دیگر معایب این روش، مصرف بالای آب توسط دستگاه آب شیرین کن یا همان اسمز معکوس می باشد. همچنین هزینه تعویض فیلترهای اسمز معکوس (ممبران) نیز بالا می باشد.
اساس کار سختی گیر مغناطیسی خنثی کردن کریستالهای کلسیم میباشد. میدان مغناطیسی سختی گیر مغناطیسی، یک جریان القایی ایجاد می کند که این جریان القایی با تاثیر بر یون های کلسیم و کلسیم کربنات، باعث می شود کریستال های کلسیم کربنات از کلسیت به آراگونیت تغییر شکل پیدا کرده و همانند کلسیت مایل به رسوب گذاری در بویلر ها و دیگ های بخار نخواهد بود.
ایراد سختی گیر مغناطیسی آن است که سختی گیر مغناطیسی عملا سختی آب را حذف نمی کنند. بلکه باعث می شوند که یون های سخت تمایلشان نسبت به رسوب گذاری کم تر شود. بنابراین برای صنایعی که نیازمند “حذف” سختی آب هستند، سختی گیر مغناطیسی توصیه نمی شود. توجه داشته باشید که اگر بین مسیر سختی گیر مغناطیسی و بویلر یا دیگ بخار، ایستگاه پمپاژ قرار داشته باشد یا به نحوی آب دچار تلاطم شود، کریستال های کلسیم کربنات به کلسیت تغییر شکل پیدا کرده و مجددا تمایلشان برای رسوب گذاری بالا می رود.
سختی گیر الکترونیکی
سختی گیر الکترونیکی از مجموعه سختی گیر های فیزیکی بوده که به آن رسوب زدا های الکترونیکی نیز می گویند. از یک سیم پیچ القایی که به دور لوله پیچیده تشکیل شده است. به دلیل خطای بالایی که دارند استفاده از آن ریسک بالایی دارد.
این خطا به قدری هست که با وجود گارانتی یک ساله مرجوعی کالا توسط سازندگان این نوع سختی گیر، بازهم صنعتگران ریسک استفاده از سختی گیر الکترونیکی را نمی پذیرند.
سختی گیر الکترولیتی
سختی گیر الکترولیتی از مجموعه سختی گیرهای فیزیکی می باشد. روی و مس در این سختی گیر یکی به عنوان آند و دیگری به عنوان کاتد عمل کرده و میان این دو جریانی الکترولیتی ایجاد شده و باعث می شود یون های فلزی در آب حل شوند.
پس آن این یون های فلزی باعث می شوند که پیوند بار مثبت و ذرات رسوب منقطع گردد و دیگر تشکیل رسوب نداشته باشیم. معایب این نوع سختی گیر آن است که اولا سختی حذف نشده و تنها غیر فعال می شود. ثانیا بر خلاف سختی گیر الکترونیکی به لوله کشی نیاز داشته که هزینه اولیه را بالا می برد. همچنین این نوع سختی گیر نیاز به تعویض های دوره ای دارد.
سختی گیر شیمیایی ته نشین کننده
برای شستشوی البسه کاربرد دارند. با عوامل سختی آب ترکیب شده و آن را نرم می کنند و باعث می شوند که کلسیم و منیزیم رسوب کنند و در شستشو دخالتی نداشته باشند. از معایب آن این است که آب را قلیایی کرده و ممکن است به برخی پارچه مانند پوست آسیب بزند.
سختی گیر شیمیایی غیر ته نشینی
این مدل از سختی گیر هم برای شستشوی البسه مناسب بوده و بر خلاف ته نشین کننده رسوبی تشکیل نمی شود. مکانیزم آن واکنش فسفات با کلسیم و منیزیم می باشد. از معایب آن قیمت بالا و همچنین عدم سازگاری با محیط زیست می باشد.
سختی گیر دوزینگ فسفات
دارای یک کارتریج بوده که در سیستم های لوله کشی خانه جاسازی می شود. عملکرد آن مانند غیر ته نشینی بوده و با واکنش فسفات کار می کنند. البته از پلی فسفات های خوراکی استفاده می شود.
از معایب آن این است که معمولا مردم دوست ندارند در آب آشامیدنی آنها فسفات وجود داشته باشد. گرچه این فسفات خوراکی است. از دیگر معایب آن می توان به هزینه های تعویض کارتریج اشاره کرد.
سختی گیر رزینی
سختی گیر رزینی آب معمولاً از دو مخزن تشکیل شده است ، مخزن پلی اتیلنی که به آن نمک اضافه می شود و مخزنی از جنس فلزی یا فایبر گلاس (FRP) حاوی رزین کاتیونی که آب سخت از آن عبور می کند. یک شیر کنترل که بالای مخزن رزین سختی گیر رزینی آب صنعتی ثابت می شود باعث می شود سیستم بر اساس گذشت زمان از پیش تعیین شده مجدداً شارژ یا احیا شود یا تصفیه آب را اندازه گیری کرده و تولید مجدد را بر اساس دبی از پیش تعیین شده انجام می دهد.
از معایب سختی گیر رزینی مصرف مقادیر زیادی نمک و تخلیه فاضلاب بسیار شور از مرحله تولید مجدد است. شرکت زادآب به طور معمول با مشتریان کار می کند تا شامل سیستم های بازیابی آب نمک جزئی برای به حداقل رساندن این پساب باشد.
