به چه آبی، آب سخت گفته می شود؟
آب سخت حاوی کربنات ، بی کربنات ، سولفات ، کلسیم، منیزیم، آهن، منگز و… می باشد. از آهن، منگنز و آلومینیوم به دلیل غلظت کم آنها می توان به عنوان عامل سختی چشم پوشی کرد. در ادبیات تصفیه آب، سختی آب شامل مجموع غلظت یون های کلسیم و منیزیم می باشد.
تعریف کلی آب سبک
به آبی آب سبک گفته می شود که یک سری مواد محلول مزاحم نداشته باشد. تا چند سال پیش آب سبک فقط مخصوص نقاطی بود که آب آنها اصطلاحا آب سختی بوده ولی امروزه در اکثر نقاط دنیا تهیه آب سبک معمول، متداول و بسیار پرکاربرد است.
نکته مهم : یکی از راه های از بین بردن سختی کربنات آب و سختی غیر کربنات آب استفاده از دستگاه سختی گیر رزینی می باشد.
تعریف سختی کل در آب : به مجموع غلظت یون های کلسیم و منیزیم سختی کل در آب می گویند.
سختی کلسیمی : قسمتی از سختی کل که ناشی از یون کلسیم می باشد.
سختی منیزیمی : قسمتی از سختی کل که ناشی از یون منیزیم می باشد.
آب سخت چه مشکلاتی به وجود می آورد
- ابتدایی ترین مشکل آب سخت زمانی است که موهایتان را می شویید و مواد شوینده مصرفی کف نمی کند.
- مشکلات عمده ای را سیستم های حرارتی، دیگ های بخار، منابع کویل دار و در صنایع مختلف ایجاد می کند.
- در صنایع مواد غذایی و داروسازی آب حاوی سختی بالا می تواند خط تولید کارخانجات مختلف را دچار مشکل کند.
تغییرات سختی آب در مناطق مختلف
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد میشود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولا سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد میشود.
سختی آب (Hardner) ، اساسا به معنی ظرفیت آن در ترسیب صابون است.
عناصر ایجاد کننده سختی آب
صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت میکنند، ولی از این نظر که دو عنصر اولی در مقادیر زیاد در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو سنجیده میشود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.
محاسبه سختی آب
مقدار سختی آب ، بر حسب اکی والان های کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان میشود.
مضرات آب سخت
آب سخت برای رختشویی و مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت موجب از دست دادن طعم و مزه خوب چایی و قهوه میشود. پخته نشدن حبوبات با آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش میرسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا میگیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب میدهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمیچسبد بطوری که میتوان آنرا به آسانی پاک نمود.
فواید آب سخت
آب سخت برای انسان مضر نیست بلکه مفید است و معمولا شکستگی استخوانهای آنهایی که آب سخت میآشامند زودتر بهبودی حاصل میکند و بیماری راشیتیسم کمتر در این اشخاص دیده میشود.
مدل های مختلف سختی آب یا همان hardness
- سختی کل
- سختی کلسیمی
- سختی منیزیمی
- سختی موقت یا بی کربناته
- سختی دائم غیر کربناته
سختی کلسیمی
سختی منیزیمی
سختی موقت
سختی دائم
مفهوم درجه سختی
سختی آب را معمولا برحسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم بیان می کنند. هر کشور استاندارد خاص خود را برای تعریف درجه سختی به کار می برد بطوریکه در آمریکا ۱ درجه سختی معدل ۱۷٫۲ میلی گرم کربنات کلسیم و در فرانسه ۱ درجه سختی برابر با ۱۰ میلی گرم کربنات کلسیم است.
شهرهای با آب سخت
قم و زاهدان از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. در زاهدان سالانه چندین بار باید پوشال های کولر را به علت اینکه مقدار فراوانی املاح روی آن رسوب کرده است تعویض کرد.
کنترل میزان سختی آب
ميزان غلظت کلسيم و منيزيم محلول در آب که معمولا بصورت قسمت در میليون محاسبه مي گردد را ميزان يا درجه سختی آب مي گويند. بهترين روش برای اينکه سختی آب را کم کنيد استفاده از آب مقطر، جوشاندن آب يا گذراندن آن از صافی ( رزين يا صمغ شيميايی ) مي باشد که املاح اضافی آب را بخود مي گيرد.
درجه سختی آب
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین میکنند. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد میگویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد میگویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد. برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرص هایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر مینمایند و به وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز میکنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن میاندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب میباشد. دقت این روش تا نیم درجه است.
سختی آب شهری ایران چه طور است؟
این محله ای که ما ساکن هستیم تابستان گذشته سختی آب، ۲۰۵ ppm بود. پیش از از فصل بارندگی ۲۴۰ شد و اکنون پس از فصل بارندگی ۱۷۰ ppm هست. در شهری که یکسال زندگی کردم ۴۰۵ ppm و در برخی شهرهای دیگه مثل زاهدان و خاش خیلی بالاتر و وحشتناک بود. حداکثر مقدار مجاز برای سختی موقت، فقط ۱۸۰ ppm، و برای سختی دایم، فقط ۱۲۰ ppm هست.
طبقه بندی آب از نظر سختی
|
سختي زدایی آب
برای برطرف کردن سختی موقت آب با جوشاندن آن کربنات های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب میدهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون کتریها دیده میشود. سختی دایمی آب را میتوان با کمک نرم کننده های تبادل کننده یون مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص میباشد. زیرا که اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدریدکربنیک، ترکیبات آلی و غیره است و مقدار این اجسام در آبهای مختلف متفاوت است در آب اجسام دیگری مانند گل و لای و غیره هستند که معلق میباشند و مقداری باکتری هم در آبها یافت میشود.
زیانهای سختی آب
- ایجاد سوء هاضمه
- کدر کردن آب جوش. اگر چایی یا قهوهی گران قیمت مصرف می کنید اما کدره است، یا از رنگ، طعم و عطرش راضی نیستید، دلیلش سختی آب است
- سختی، گوارایی آب رو کم می کنه، که ممکنه باعث بی میلی به ادامه نوشیدن آب، با وجود تشنگی بشه
- دیر شدن پخت و پز به ویژه در مورد حبوبات و سبزیجات
- سختی آب در واکنش با صابون، رسوبهایی ایجاد میکند که در منافذ پوست باقی میماند و باعث زبری پوست می شود، برای مو نیز خوب نیست
- ایجاد رسوب و اتلاف انرژی در لوله و دستگاه هایی که آب گرم دارن
- مصرف پاک کننده بیشتر برای شستشو
انواع روشهای سبک کردن آب
آهک زنی
استفاده از آهک معمولی ترین روش حذف سختی موقت آب استفاده از فرآیند آهک زنی می باشد. چون آبها همیشه دارای مقادیری گازکربنیک آزاد هستند لذا با تزریق آهک ابتدا باید این گاز را از بین برد. اگر مقدار گاز کربنیک بیشتر از ۲۰ میلی گرم در لیتر تجاوز کند بهتر است با استفاده از روشهای هوادهی مختلف غلظت گاز کربنیک را کاهش داد و بعد از ان از تزریق آهک استفاده کرد.
نرم کردن آب با آب آهک و سودا اش
آهک و سوداش در فرآیندهای نوع سرد، گرم و داغ کاربرد فراوان دارند. در فرآیند سرد عمل رسوب گذاری در درجه حرارت معمولی آب انجام می گیرد و در روش گرم نیز رسوب گذاری در دما حدود ۵۰ C صورت می پذیرد. نرم کردن آب به روش آهک – سودای داغ، در درجه حرارت جوش آب ۱۰۰ C بوده و راندمان حذف سختی آب بسیار بالاست.
گاهی توصیه میشود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود. بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتیالامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود. باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن میگویند.
واکنشهای آهک
آهک معمولا به صورت هیدراته برای حذف سختی های کربناته و غیرکربناته مورد استفاده قرار می گیرد. اما در بعضی از دستگاه های بزرگ استفاده از آهک به صورت CaO مقرون به صرفه تر است. بنابراین در بیشتر مواقع لازم است آهک را قبل از استفاده بصورت هیدروکسید درآورد.
مزایای استفاده از روش آهک زنی به منظور کاهش سختی آب
- این روش سبک کردن آب سخت بسیار ارزان تر از روش های دیگر است
- راندمان خوبی در پایین آوردن سختی آب دارد تا حدود ۲۰ ppm امکان پذیر است
- می تواند بسیاری از باکتری های مزاحم را نیز از آب حذف کند
تاثیر قلیاییت در سختی آب
اگر قلیاییت کل آب ، مساوی یا بیشتر از سختی کل باشد، تمام سختی آب به صورت سختی کربناتی خواهد بود. در صورتی که که قلیاییت کل ، کمتر از سختی باشد، سختی کربناتی آب معادل قلیاییت بوده و سختی دائم ، اختلاف بین سختی کل و قلیاییت است.
3 دیدگاه
بازتاب ها: دانستنی های تصفیه آب و پیش تصفیه آب – آموزش سختی گیر رزینی زادآب
بازتاب ها: سختی گیر فلزی – آموزش سختی گیر رزینی زادآب
بازتاب ها: دانستنی های تصفیه آب و پیش تصفیه آب – آموزش سختی گیر رزینی زادآب