سختیگیر آب چیست؟

سختیگیر آب (رسوب‌ زدا) دستگاهی است شامل منبع رزینی که از طریق رزین‌ های تبادل یونی و سیلیس، موجب گرفتن سختی آب می‌ شود. رزین سختیگیر آب نوعی از رزین‎ های تبادل یونی است که می ‌تواند یون‎ های سخت ‌کننده آب را حذف و به ‌اصطلاح نرم سازد.

سختیگیر های رزینی از رایج ترین انواع سختیگیر در بازار هستند. اگر چه گاهی مواقع از کاندیشنرهای شیمیایی و فیزیکی، به عنوان نرم کننده استفاده می شود، اما در حقیقت مواد معدنی سخت آب را حذف نمی کنند، بلکه از ته نشنین شدن و رسوب آن ها به سطوح، جلوگیری می کند. تنها راه حل برای نرم کردن آب سخت، حذف کردن مواد معدنی کلسیم و منیزیم، از آب می باشد. فقط سختیگیر های تبادل یونی (رزینی) و برخی روش های فیلتراسیون، قادر به انجام این کار می باشند.

سختی آب

یکی از مهم ترین پارامتر های شیمیایی در طبقه بندی کیفیت آب، سختی آب است. از آن جایی که قانون سختی آب، آشامیدنی آن را محدود نمی کند، دانشمندان باید عواقب نوشیدن آب با سختی بالا را ارزیابی کنند. سختی آب در بسیاری از فرآیند های روزانه پیامد های مختلفی دارد، زیرا برای شستشوی شخصی استفاده می شود. یکی از ویژگی هایی که می توان کیفیت آب را بر اساس آن طبقه بندی کرد سختی آن است.

سختی آب به عنوان غلظت کل یون های کلسیم و منیزیم موجود در آن تعریف می شود. این دو یون کاتیون های زنده ای هستند و بیشتر در آب طبیعی یافت می شوند. یعنی سختی آب را می توان به عنوان مجموع تمام کاتیون های چند ظرفیتی آن تعریف کرد.

اغلب متوجه می شویم که سختی آب به عنوان جرم کربنات کلسیم تعیین می شود و بر حسب میلی گرم در لیتر محلول اندازه گیری می شود. این بدان معنا نیست که تمام کلسیم موجود در آب سخت از کربنات کلسیم است. برای محاسبه سختی آب، از ضرایب مربوط به جرم کلسیم و میلی گرم با جرم کربنات کلسیم استفاده می شود. اگر نسبت بین آن ها را بر 10 تقسیم کنیم، می توانیم یک واحد بسیار پر کاربرد داشته باشیم. دذ واقع واحدی است که در آن سختی آب اندازه گیری می شود.

اگر آب بسیار شیرین یا بسیار نرم باشد، مقدار سختی آن بسیار کم تر است. وجود بی کربنات در آب به این معنی است که رسوبات کربنات کلسیم پس از گرم شدن می تواند تشکیل شود که منجر به تشکیل پوسته های آهکی می شود. (مطمئناً شما آن ها را به عنوان آهک می شناسید.) آهک اشاره به لکه های سفیدی دارد. این آهک به این معنی نیست که مستقیماً از آب موجود در منبع می آید، بلکه یک واکنش شیمیایی است. سختی آب نه تنها بر مشکلات نظافت تأثیر می گذارد، بلکه می تواند رسوبات جامدی را در محیط های صنعتی ایجاد کند که می تواند منجر به مشکلات و خرابی در دیگ های بخار، برج های خنک کننده و سایر تجهیزات شود.

تاثیر مخرب رسوب و سختی آب

• ·        خوردگی و استهلاک

رسوبات موجود در آب سخت موجب گرفتگی لوله ها، خوردگی و زنگ زدگی فلزاتی از قبیل بویلر بخار، برج خنک کننده، چیلر، مبدل های حرارتی، پمپ ها، شیر فلکه، مخازن، رادیاتور ها، ماشین آلات و تجهیزات صنعتی می شود.

• ·        کاهش راندمان انرژی

به طور کلی رسوبات موجود در آب سخت موجب می شود که عملکرد و کارکرد تاسیسات، ماشین آلات و خطوط تولید کارخانه ها کاهش یابد. رسوبات موجود در آب سخت از قبیل عایق (رسانش گرمایی 004/1 مس است) مانع از انتقال حرارت شده و سبب اتلاف انرژی گاز و برق بین 5 تا 40 درصد می شود.

• ·        آلودگی محیط زیست

با توجه به سختی بالای آب در کشور ما یکی از مهم ترین نیاز های کارخانجات و ساختمان های خانگی رسوب زدایی است. رسوب زدایی از طریق اسید باعث آلوده شدن منابع آب های زیر زمینی، خاک و تخریب محیط زیست می شود. در صورت استفاده از رسوب زدایی الکترونیکی هیچ گونه آلودگی برای محیط ایجاد نمی شود.

• ·        هزینه اسیدشویی

سالانه بر حسب ظرفیت تاسیسات و ماشین آلات، هزینه رسوب زدایی بین 1 تا 20 میلیون می باشد.

انواع سختیگیر آب از نظر جنس بدنه

• ·        سختیگیر فلزی گلوانیزه

این نوع سختیگیر آب از روق هایی با ضخامت های متفاوتی ساخته می شود. این نوع سختیگیر آب به دلیل مشکلات ناشی از خوردگی ها در بدنه امروزه جای خود را به سختیگیر رزینی فایبرگلاس داده است.

• ·        سختیگیر فایبرگلاس

بدنه این نوع سختیگیر آب از جنس فایبرگلاس می باشد. فایبرگلاس دارای دوام بالایی است و قیمت مناسب آن باعث جا افتادن این دستگاه شده است. به این مخازن، مخازن FRP نیز می گویند که در واقع با پیجیده شدن فایبرگلاس روی مخازن پلاستیکی به وجود آمده است.

• ·        سختیگیر استیل

سختیگیر استیل اغلب در کارگاه ها و کارخانه های محصولات بهداشتی، غذایی و دارویی به علت نیاز به بالا بودن سطح بهداشت استفاده می شود. تنها تفاوت نمونه استیل با فلز جنس بدنه و گران قیمت بودن نسبت به نوع گالوانیزه می باشد.

مزایای استفاده از انواع سختیگیر آب

سختیگیر آب یا همان رسوب‌ زدا یکی از مهم ‌ترین و پر کاربرد ترین دستگاه‌ های تصفیه آب محسوب می ‌شود. دستگاه تصفیه آب با عبور آب سخت که دارای املاح هستند ترکیبات معدنی و یون‌ های کلسیم و منیزیم و کاتیون ‌های فلزی موجود در آب را از بین می ‌برند.

از دیگر مزایای استفاده از سختیگیر آب می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• بعد از شست و شو لباس ها، نرم و لطیف می شوند.
• هزینه مصرف انرژی را می توان با استفاده از دستگاه سختیگیر آب کاهش داد.
• از ایجاد لکه های سفید رنگ آهکی روی سطوح، شیر آلات و سینک ها ممانعت می کند.
• از رسوب و گرفتگی لوله های دیگ بخار، بویلر، سیستم های حرارتی برودتی ممانعت می کند.
• طول عمر شیر آلات، سیستم های لوله کشی و تاسیسات ساختمان های اداری، مسکونی و تجاری را بالا می برد.
• کاهش کلر و کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت باعث عدم خوردگی دیواره های بویلر و دیگ های بخار می شود.

از بین سختی آب با سختیگیر آب

در واقع جریان اصلی آب در گذر از رزین های کاتیونی یا آنیونی یون های سخت آب را همچون کلسیم و منیزیم جذب کرده و جایگزین آن یون سدیم وارد آب می نمایند. این عمل موجب می شود که یون های سنگین و رسوب گذار آب توسط دستگاه سختیگیر آب به طور کامل با یون های سبک جایگزین شود. در بسیاری از سیستم های صنعتی و غیر صنعتی آب سیرکوله یا در گردش مدار تجهیزات سخت بوده که وظیفه اصلی دستگاه سختیگیر آب، نرم کردن آب مدار چرخشی می باشد.

در واقع وظیفه اصلی سختیگیر آب کاهش املاحی است که سبب افزایش Total Hardenes یا TH سیال آب شده اند. مهم ترین این یون ها (املاح) یون های فلزی سنگین هچون کلسیم، منیزیم و آهن می باشد. افزایش میزان سختی آب سبب استهلاک شدید تجهیزات جانبی و آسیب های جبران ناپذیر می شود که سختی گیر آب در واقع با هدف جلوگیری از این موضوع به کار برده می شود.

کاربرد سختیگیر آب

• پتروشیمی ها و پالایشگاه ها
• دیگ ها‌،‌ موتورخانه ها و بویلر ها
• صنایع نساجی، رنگرزی و چرم سازی
• صنایع غذایی، داروسازی و لاستیک سازی
• امکان ورزشی، هتل ها و مجتمع های مسکونی

نحوه محاسبه ظرفیت سختیگیر آب

ظرفیت سختیگیر آب در واقع پتانسیل جذب املاح سخت آب توسط این دستگاه می باشد. املاح سخت آب که با ppm یا میلی گرم بر لیتر در آنالیز آب قابل مشاهده می باشد یکی از پارامتر های تاثیر گذار بر ظرفیت سختیگیر آب می باشد. در واقع میزان املاح سخت آب در یک آنالیز آزمایشگاهی از نمونه آب تحت عنوان TH (total hardenes) معین می شود. دومین آیتمی که بر محاسبه ظرفیت سختیگیر آب تاثیر گذار می باشد پارامتر دبی یا حجم آب در گردش در این دستگاه می باشد.

پارامتر های اساسی تعیین کننده ظرفیت سختیگیر آب عبارت است از:

• دبی حجمی آب در گردش
• نوع رزین به کار رفته در دستگاه
• میزان سختی آب در ورودی سختیگیر
• نوع کاربری و عملکرد شبانه روزی دستگاه