سختی گیر

دستگاه سختی گیر رزینی

دستگاه های سختی گیر رزینی معروف ترین و جایزترین نوع از دستگاه های سختی گیر رزینی می باشد که با اسم های سختی گیر مکانیکی یا تبادل یون و همچنین رسوب گیر رزینی نیز معروف است. در بررسی های صورت گرفته توسط کارشناسان مختلف آب و فاضلاب و مهندسین آب مشخص شده که تنها راه جلوگیری از سختی آب و یا به اصطلاح نرم کردن آب گرفتن مواد معدنی و برخی از املاح موجود در آب می باشد و یا همچنین مجوز ته نشین شدن به آنها را ندهیم که این کار بوسیله دستگاه سختی گیر رزینی یا تبادل یونی و همچنین برخی دیگر روش های اصولی و مهندسی امکان پذیر می باشد. همانطور که در سختی گیر مغناطیسی هدف گرفتن کلسیم و منیزیم موجود در آب است که تشکیل رسوب داده و در تاسیسات باعث گرفتگی و اختلال در انتقال حرارت می شوند و توصیه کارشناسان آب بر این است که به جای استفاده از سختی گیر مغناطیسی از سختی گیر های رزینی استفاده شود که در ادامه به دلیل این موضوع خواهیم پرداخت.

انواع سختی گیر رزینی

1. سختی گیر فلزی عموما از ورق فولاد مبارکه – آهن سفید  گالوانیزه – استیل جهت صنایع داروسازی و بهداشتی خوراکی استفاده می شود.
2. سختی گیر FRP در داخل آپارتمان – برج ها – موتورخانه ها و مکان های محفوظ مورد استفاده قرار می گیرد.

وضعیت آب	مقدار سختی آب بر حسب کربنات کلسیم
نرم	<50
نسبتا نرم	۵۰-۱۰۰
نسبتا سخت	۱۰۰-۲۰۰
تقریبا سخت	۲۰۰-۳۰۰
سخت	۳۰۰-۴۵۰
خیلی سخت	> 450

سختی گیر رزینی چیست؟

عامیانه ترین نوع از سختی گیر برای حذف سختی آب سختی گیر های رزینی می باشد. نحوه عملکرد دستگاه های سختی گیر رزینی به گونه ای می باشد که یون های سدیم را با یون های کلسیم و منیزیم تعویض کرده که مهم باعث می شود که املاحی که در آب موجود می باشد خاصیت رسوب کردن خود را از دست داده و آب سخت به آب نرم مبدل گردد.

اساس کار و عملکرد دستگاه سختی گیر رزینی

سختی گیر با حذف یون های کلسیم و منیزیم باعث نرم شدن آب می شوند و در بعضی موقع آهن موجود در آب را نیز تا حدی فیلتر می نماید. سختی گیر های رزینی با جمع آوری کردن مواد معدنی در مخزن خود در زمان های مشخصی آن را به فاضلاب انتقال می دهند. سختی گیرهای رزینی برای نرم کردن اکثرا از آب از تبادل یونی استفاده می کنند.

مشکلات عدم استفاده از سختی گیر رزینی در صنعت

در پی عدم استفاده از دستگاه سختی گیر رزینی و همچنین حضور سختی مخصوصا از نوع کربنات کلسیم آب در صنعت و تاسیسات (تاسیسات ساختمان) مشکلات زیادی را به دلیل بالا بودن قابلیت رسوب‏ گذاری و خورندگی به وجود می آورد که می توان به شرح ذیل باشد:

• کم شدن عملکرد انتقال جریان آب بدلیل تشکیل رسوبات سخت در سطوح داخلی لوله و مخازن ذخیره آب
• افزایش استفاده از مواد شیمیایی ضد رسوب و در پی آن خورندگی در سیستم
• کاهش عمر مفید تجهیزات با گرم شدن بیش از حد سطوح فلزی
• افزایش شدت خوردگی و رسوب‏ گذاری در تاسیسات حرارتی و برودتی
• کاهش بهینگی در انتقال حرارت و افزایش مصرف سوخت
• ایجاد لکه و رسوبات سفید رنگ بر سطوح داخلی لوله ها

مشکلات ناشی از عدم استفاده از سختی گیر رزینی خانگی

کاهش قدرت شویندگی انواع مواد صابونی: در هنگام استفاده از آبسرد نباید انتظار داشت در هنگام شست و شو مناسبی تشکیل دهنده و این مسئله در بسیاری از مناطقی که با آب

سرد مواجه هستند دیده می شود برای مثال در استفاده از ماشین های ظرفشویی و لباسشویی آب سخت نمی تواند به خوبی به کار آید استفاده از سختی گیر رزینی جهت از بین بردن سختی آب قبل از عملیات شست و شوی ظروف و لباس توصیه می گردد.

دستگاه سختی گیر رزینی در مصارف زیر کاربرد عمده دارد

• نرم کردن آب دیگ بخار و مبدل حرارتی
• نرم کردن آب مورد نیاز برج خنک کن و سیستم سرمایش چون کولینگ تاور
• نرم کردن آب بکار برده شده در صنایع رنگ سازی و رنگرزی
• و . . .

محاسبه سختی آب

سختی آب، معمولا بر حسب میلی گرم در لیتر یا میلی اکی والان بر لیتر ( کربنات کلسیم )  اندازه گیری و غالبا بر اساس سختی کل TH  که همان مجموع سختی کربنات CH  و سختی غیر کربنات NCH  می باشد. سختی کربنات به سختی حاصل از ترکیبات کربنات و بی کربنات کلسیم و منیزیم گفته شده در حالی که سختی غیر کربنات بر سختی ناشی از ترکیبات کلسیم و منیزیم با سایر آنیون مانند سولفات، کلراید و نیترات دلالت داشته و از آنجایی که سختی کربناتی در تشکیل رسوب در تاسیسات حرارتی و برودتی و دیگ بخار نقش داشته، از این نیز از سختی غیر کربنات پر اهمیت است. به عبارت دیگر سختی کربنات بعضی از مواقع تحت عنوان سختی موقت آب نیز از آن یاد می شود، چون این سختی را می توان به آسانی  با حرارت آب جدا نمود. واکنش زیر نحوه تشکیل رسوب کربنات کلسیم در دیگ بخار را نمایش می دهد:

CaCO3↓ + CO2↑ + H2OCa2 + ۲ HCO3-

آگاهی از میزان سختی آب نقش بسیار موثری در برآورد قابلیت مصرف آب بعنوان منبع تامین آب شرب و یا صنعتی دارد. همچنین انتخاب سیستم سختی گیر ( سیستم های لایم – سودا، سختی گیر رزینی، سیستم اسمز معکوس و .. ) و نیز طراحی دقیق سیستم، به شدت وابسته به میزان سختی آب می باشد. با وجود این که طبقه بندی کیفی مطلقی برای سختی آب وجود ندارد، در اغلب موارد سختی تقسیم بندی می گردد.

مکانیزم احیای سختی گیر رزینی در سیکل سدیم

هر واحد سختی گیر رزینی با توجه به میزان حجم آب ورودی و میزان سختی موجود در آب، می تواند تا حد معینی عمل سختی گیری را انجام دهد و به محض پر شدن ظرفیت شبکه رزین از یون های کلسیم و منیزیم، رزین دیگر قادر به سختی زدایی از آب نیست و این همان زمان است که رزین می بایست مجدد احیا شود. به طور معمول هر واحد سختی گیر رزینی می بایست هر روز و نهایتا سه روز یکبار احیا شود

 فواید آب سخت

آبی که سختی آن در حد مطلوبی باشد برای سلامتی انسان بسیار مفید است. و باعث استحکام بافت استخوانی و جلوگیری از آسیب دیدگی می شود. به عنوان مثال بیماری راشیتیسم کمتر در افرادی که آب با سختی مطلوب مصرف می کنند دیده می شود.

علت سخت شدن آب چیست؟

میزان سختی یک آب به وضعیت زمین ساختی محل استحصال آب دارد بهترین روش جهت حذف سختی استفاده از سختی گیر رزینی می باشد.

منظور از سبک کردن آب چیست؟

تبدیل املاحی است که ایجاد سختی در آب می کنند بطوریکه بتوان آنها را با صاف کردن یا ته نشین کردن یا روشهای دیگر از آب جدا کرد. به آبی که سختی خود را از دست داده باشد اصطلاحا آب سبک می گویند.

انواع سختی آب (hardness)

1. سختی کل
2. سختی کلسیمی
3. سختی منیزیمی
4. سختی موقت ( بی کربناتی )
5. سختی دائم ( غیر کربناتی ) سختی موقت

سیکل کلی عملکرد دستگاه سختی گیر رزینی

سیکل عملکرد سیستم های سختی گیر رزینی شامل پنج مرحله زیر می باشد

• سیکل نرم سازی آب
• سیکل شستشوی معکوس
• سیکل احیا سیستم
• سیکل شستشوی آرام
• سیکل شستشوی سریع

– سیکل عملکرد (Service) : ورود آب خام و انجام عملیات سختی گیری
– سیکل شستشوی معکوس (Backwash) : این سیکل جهت جریان عکس حالت قبل می باشد و ذرات به دام افتاده بر روی بستر رزین از جمله ذرات سیلیس، رسوبات، ذرات آهن و … از سطح رزین شسته می شوند. سیکل Backwash در یک سختی گیر معمول، نیازمند سرعت جریان در حدود (۳ گالن در دقیقه / ۱۳ لیتر در دقیقه) می باشند.
– سیکل احیا سیستم (Regeneration) : در این مرحله، محلول نمک به آرامی از روی بستر رزین عبور داده می شود تا رزین تا جای ممکن سدیم را از محلول جذب و ظرفیت تبادل خود را باز یابد.
– شستشوی آرام (Slow Rines) : در این مرحله، با شستشوی آرام بستر رزین، آب نمک مازاد از رزین شسته شده و خارج می شود.
– شستشوی سریع (Fast Rines) : در مرحله آخر رزین تحت شستشوی سریع قرار می گیرد.

مشخصات فنی سختی گیر رزینی ساخت شرکت زادآب

1.  قابلیت تحمل فشار بدنه صافی تا ۵ بار
2.  جنس بدنه از بالا ترین کیفیت های فایبرگلاس FRP یا کربن استیل با پوشش داخلی از سه لایه اپوکسی و پوشش خارجی مشتمل بر یک لایه رنگ ضد زنگ و یک لایه رنگ روغنی
3.  تامین رزین دستگاه از انواع مرغوب رزین با ظرفیت تبادل و پایداری بالا
4.  دارای عدسی های استاندارد و دریچه های بازدید در بالا و پایین
5.  مجهز به آب پخش کن و آب جمع کن از مواد مقاوم PVC
6.  مجهز به مخزن نمک پلی اتیلن جهت احیا سیستم
7.  قابلیت تجهیز سختی گیر رزینی به شیر تمام اتومات، شیر نیمه اتومات و شیر دستی سختی گیر
8.  لوله کشی مناسب داخلی و لوله کشی خارجی سختی گیر رزینی
9. مجهز به شیر هواگیری، شیر تخلیه و مانومتر در دستگاه های سختی گیر رزینی زادآب

طراحی یک واحد سختی گیر رزینی

همانطور که در مطالب ارائه داده شد هر دستگاه سختی گیر رزینی شامل یکسری تجهیزات است که به نحوی انتخاب و طراحی این متعلقات از نظر علمی و اقتصادی بسیار مهم است. دو فاکتور مهم در طراحی واحد های سختی گیر رزینی مقدار حجم آب وردی و میزان سختی آب است. این دو عامل مستقیما بر روی حجم دستگاه و میزان رزین مورد استفاده برای سختی زدایی تاثیر گذار است و شما می توانید به مقاله متعلقات سختی گیر رزینی مراجعه کنید.

سوالات متداول در مورد سختی آب

جهت بررسی بیشتر در مورد سختی آب از لینک سختی آب استفاده نمایید.

تعیین نوع سختی از روی آنالیز آب

آیا با استفاده از آنالیز آب می توان نوع سختی را تشخیص داد ؟

فاکتورهای لازم جهت تعیین نوع سختی ؟

قلیاییت، سختی کل