اندازه گیری سختی آب با توجه میزان رسوب گذاری بالای نمک های تشکیل شده از کلسیم و منیزیم (مخصوصاٌ نمک های کربنات کلسیم و منیزیوم) بر روی سطوح و تجهیزات اهمیت بالایی دارد. پارامتر سختی یا به عبارت دقیق تر “سختی کل” (Total Hardness)، مجموع یون های “کلسیم” و “منیزیم” محلول در آب را در بر می گیرد. شاخص سختی کل نیز مانند TDS با واحدهای mg/lit یا ppm بیان می شود. انواع سختی گیر از نظر عملکرد در طراحی و ساخت سختی گیر آب با توجه به فرآیند و شیوه ای که برای جدا کردن املاح و یون ها به کار برده میشود، نوع دستگاه تعیین می شود. هر یک از این دستگاه ها روش های مختلفی را برای حذف سختی آب به کار می برند. به عنوان مثال برخی برای حذف کلسیم و سدیم از مواد شیمیایی استفاده می کنند و برخی آنها را به املاح سدیم تبدیل می کنند. در برخی از دستگاه ها از روش های مغناطیسی استفاده نموده و تا حد زیادی می توانند در گرفتن سختی آب موثر باشند و در برخی نیز از روش های ترکیبی استفاده میشود. روش های بدست آوردن آب نرم و حذف املاح موجود در آب با توجه به میزان املاح، نوع آنها و همچنین صنعتی که از آب نرم استفاده می کند متغییر می باشد. به طور کلی دستگاه های سختی گیری آب (water Softener) را می توان بر اساس نحوه کارکرد و عملکرد به چند گروه کلی تقسیم بندی نمود که عبارتند از:

  • سختی گیر رزینی
  • سختی گیر مغناطیسی
  • اسمز معکوس
  • الکترونیکی
  • فیلتر کربنی

سختی گیر رزینی

از روشهای متداول سختی گیری استفاده از دستگاههای سختی گیر رزینی می باشد. دستگاه شامل یک استوانه فلزی یا فایبرگلاس (FRP) است که در داخل آن ماده سختی زدا (رزین تبادل یونی) قرار گرفته است. رزین های مذکور می توانند یون سدیم را با یون کلسیم و منیزیم در آب مبادله نموده و جایگزین آنها نماید . راه اندازی ، بهره برداری و تجدید بار دستگاه می تواند به صورت دستی و نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیکی انجام گیرد. دستگاه‌های سختی‌ گیر رزینی مورد استفاده در تصفیه آب، بیشتر به صورت استوانه فلزی یا فایبرگلاس (FRP) هستند، که در داخل آن، ذرات رزین قرار می‌‌گیرند. کاربرد رزین در تصفیه آب و حذف سختی آن در دو نوع اتوماتیک و نیمه اتوماتیک می باشد که هر یک دارای ویژگی های خاصی هستند. از جمله تفاوت های موجود در آنها شیوه احیا و تمیز کردن دستگاه سختی گیر می باشد. در سختی گیر تمام اتوماتیک فرآیند شستشو که در اغلب مواقع بک واش می باشد، بدون نیاز به دخالت اپراتور و انسان، به صورت خودکار انجام میشود و رزین ها مجدد احیا می گردند. در مقابل، برای تمیز کردن رزین ها در نوع سختی گیر نیمه اتوماتیک، اپراتور این فرآیند را انجام می دهد. از مهم ترین کاربردهای سختی گیر رزینی می توان به صنعت چرم سازی، نساجی، قالیشویی، لبنیات و صنایع غذایی، صنایع نفت و پتروشیمی، بتن ریزی و ساختمان سازی اشاره نمود. روش کار دستگاه سختی گیر رزینی فرآیند سختی گیری آب (Water Softening) به معنی جایگزینی کاتیون های کلسیم (++Ca) و منیزیم (++Mg) با کاتیون سدیم (+Na) است. این کار باعث جلوگیری از رسوب گذاری در سیستم ها و تجهیزاتی است که با آب در تماس است. برای سختی گیری آب از رزینی استفاده می شود که یون متحرک آن از نوع کاتیون سدیم (+Na) باشد. یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب دارای سختی ضمن عبور از ستون این رزین، با یون سدیم جایگزین شده و به این ترتیب سختی آّب حذف می شود. هر کدام از یون های کلسیم و منیزیم با توجه به دو ظرفیتی بودن بار الکتریکی، با دو یون سدیم تک ظرفیتی جای خود را تعویض می کنند. رزین در ابتدا حاوی یون های متحرک سدیم است. ورود هر یون کلسیم و منیزیم به دانه های رزین، با خروج دو یون سدیم از آن همراه است. هیچ آنیونی از آب نمی تواند وارد رزین شود. دلیل اصلی تبادل یون رزین در سختی گیری، تمایل (Affinity) بیشتر رزین به جذب سختی بجای یون سدیم است. به زبان ساده تر، رزین یون کلسیم و منیزیم را به یون سدیم ترجیح می دهد. به همین دلیل است که وقتی این نوع رزین در معرض آب حاوی یون های کلسیم و منیزیم قرار می گیرد، آنها را به سرعت جایگزین یون متحرک خود یعنی یون سدیم می کند. نکته بسیار مهمی که در مورد سختی گیری با رزین تبادل یونی وجود دارد، این است که طبق آنچه در مورد عملکرد رزین در این فرآیند گفته شد، عملاً یونهای سختی با یون سدیم جایگزین می شوند. بنابراین، در سختی گیر رزینی هر چند مقدار سختی کل (Total Hardness) آب کاهش می یابد، اما مقدار کل املاح موجود در آب که معمولاً با شاخص TDS اندازه گیری می شود، تغییر قابل ملاحظه ای نمی کند. در این فرآیند تنها ترکیب املاح در آب تغییر می کند. طبیعتاً فرآیند سختی گیری بصورت دائم نمی تواند ادامه پیدا کند. زمانی که رزین تمامی یونهای متحرک سدیم خود را از دست داده و با یون های کلسیم و منیزیم جایگزین کرده باشد، رزین اصطلاحاً به حالت “اشباع” می رسد. زمانی که رزین اشباع شود، یا می بایست با رزین تازه تعویض شود و یا “احیا” شود. مراحل مختلف کاری دستگاه سختی گیر رزینی مراحل مختلف کاری در یک دستگاه سختی گیر رزینی، عبارتند از:

  1. سرویس (Service)
  2. بک واش (Backwash)
  3. مکش محول آب و نمک (Brine Draw)
  4. شستشوی آهسته (Slow Rinse)
  5. شستشوی سریع (Fast Rinse)

اجزای مخازن سختی گیر رزینی

مخزن

رزین‌ها در داخل این مخازن قرار می‌گیرند در واقع عمل تصفیه در این قسمت صورت می‌گیرد .در طراحی و تولید سختی گیر رزینی به شکل و ساختار کلی مخزن اهمیت بسیار زیادی داده میشود و محل قرار گیری دریچه های ورودی و خروجی و شیرهای متعدد در آن با حساسیت بالا تعیین می گردد. علاوه براین، جنس به کار رفته برای مخزن از اهمیت بالایی برخوردار است.

رزین

رزین‌ها موادی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده است. در داخل مخزن سختی گیر با توجه به نوع املاح و یون ها و همچنین مقدار آنها از تعداد مختلفی از رزین استفاده می شود. به منظور جلوگیری از فرار رزین ها از نازل یونی و همچنین حذف ذرات معلق بزرگتر در آب، رزین ها بر روی بستری از سیلیس قرار داده میشوند. آب‌هایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می‌باشند، رزین‌ها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختی‌گیر را کاهش می‌دهد.

نازل

نازل‌ها برای جمع آوری آب تصفیه شده استفاده می‌شوند. جنس به کار رفته در تولید سختی گیر رزینی برای نازل اغلب از برنج، پلاستیک و PVC می باشد.

مخزن محلول آب و نمک

محتویات این مخازن برای احیای رزین مورد استفاده قرار می‌گیرند. رزین ها به مرور زمان و بخاطر وجود املاح آهن و منگنز و سایر فلزات کارایی خود را از دست می دهند و در نهایت عملکرد دستگاه با اختلال مواجه خواهد شد. به همین منظور در تولید سختی گیر آب نوعی مخزن از جنس PVC نیز که به مخزن اصلی متصل می باشد در نظر گرفته میشود. در این مخزن سنگ نمک و آب قرار گرفته است که در شستشو و احیای نازل ها بسیار موثر می باشد.

مانومتر سختی گیر رزینی

برای کنترل فشار ورودی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مشاوره با ما در تماس باشید.

برچسب‌ها:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *