لطفا منتظر بمانید...
آب، جزو جدایی‌ناپذیر زندگی بشر است و برای مصرف خوراکی باید سالم و بدون آلاینده باشد. تقریباً ۷۰ درصد از بدن انسان از آب تشکیل شده است و این امر نشان می‌دهد که سلامت آب نوشیدنی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله در مورد سختی آب و دستگاه‌های سختی گیر صحبت می‌کنیم تا برای استفاده از آنها راحت‌تر تصمیم‌گیری کنید.
سختی گیر، دستگاهی است که سختی آب را از آن جدا می‌کند. آب سخت برای نوشیدن و حتی گاهی اوقات برای کشاورزی هم مناسب نیست. اگر میزان سختی آب از حدی بالاتر رود، نیاز است تا این دستگاه با توجه به نوع آن، به کمک مواد مختلف، املاح معدنی موجود در آب را از آن جدا می‌کند تا سختی آن به حد استاندارد برسد. مدل‌های مختلفی از سختی گیر وجود دارد که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
در اصل این دستگاه‌ها با روش‌های مختلفی سختی آب را می‌گیرند. هر کدام از آنها نیز مزایا و معایب مربوط به خود را دارند. برخی از رایج‌ترین مدل‌های سختی گیر را در ادامه می‌بینید.
سختی‌گیرهای مختلفی که در بازار هستند، عموماً از دو جنس بدنه ساخته شده‌اند:
برخی از انواع سختی گیر آب، دارای بدنه فلزی است. این بدنه به گونه‌ای طراحی شده است که وزن کمی داشته باشد و در عین حال مقاومت لازم را در برابر ضربه، رطوبت، حرارت و ... از خود نشان دهد. معمولاً بدنه‌های فلزی از استیل ضدزنگ، فولاد و مواردی از این قبیل تشکیل شده‌اند.
فایبرگلاس بسیار سبک‌تر و در عین حال مقاوم‌تر است. شاید فلز به‌مرور زمان در برابر رطوبت دچار زنگ‌زدگی شود؛ اما فایبرگلاس به‌راحتی می‌تواند سال‌ها بدون هیچ آسیبی به کار خود ادامه دهد. از طرفی قیمت سختی گیر آب با بدنه فایبرگلاس بیشتر است. با این حال طول عمر بالایی که دارد باعث می‌شود تا گزینه‌ای به‌صرفه‌تر باشد.
همانطور که گفته شد، انواع سختی گیر دارای عملکرد متفاوتی هستند. هر کدام به‌نوعی و با روش مخصوص خود، سختی آب را می‌گیرد.
در این دستگاه، آنتن‌هایی در اطراف لوله آب پیچیده می‌شود و باعث می‌شود تا نمک‌های محلول به صورت بلورهایی معلق و ریز درآیند. رسوب‌های موجود در آب نیز توسط دستگاه به بلورهای معلق تغییر می‌یابند. این نوع سختی گیر فیزیکی است و باعث حل شدن یون‌های فلزی در آب می‌شود.
این دستگاه رفت سختی آب، برای لوله‌های و تأسیسات بیشتر کاربرد دارد و در مواقعی که نیاز به حساسیت بیشتر روی سختی آب است، استفاده نمی‌شود. در اصل نوع مغناطیسی سختی آب را از بین نمی‌برد و باعث می‌شود تا کاتیون‌ها و آنیون‌ها از هم جدا شوند و خاصیت چسبندگی آنها از بین رود. این عامل سبب کاهش رسوب‌گذاری می‌شود.
انواع سختی گیر الکترومغناطیسی تقریباً عملکردی مشابه نوع مغناطیسی دارد. با این تفاوت که نیازی به برش لوله برای نصب نیست و با سیم‌پیچ در اطراف لوله، کار راه می‌افتد. جریان القایی روی لوله سبب افزایش فاصله بین کاتیون و آنیون‌ها می‌شود.
در دستگاه‌های تصفیه شهری و صنعتی از مدل‌هایی مانند اسمز معکوس استفاده می‌شود. این دستگاه می‌تواند نزدیک ۹۹ درصد املاح آب را بگیرد. برای این منظور از انواع فیلترهای تصفیه آب در این نوع سختی گیر استفاده می‌شود و هزینه نگهداری و اپراتور در آنها بالاست. به همین علت در صنایع خاص از سختی گیر اسمز معکوس استفاده می‌شود.
از این نوع سختی گیر بیشتر در مصارف خانگی استفاده می‌شود. این دستگاه دارای دو مخزن است که مخزن پلی‌اتیلن و مخزن فلزی یا فایبرگلاس. در مخزن پلی‌اتیلن نمک ریخته می‌شود و جنس فلزی یا فایبرگلاس برای عبور سختی آب از رزین کاتیونی استفاده می‌شود.
ترکیب این سختی گیر قلیایی است و به‌عنوان سختی گیر ته‌نشین هم شناخته می‌شود. این دستگاه باعث می‌شود تا رسوبات ته‌نشین شده و وارد لوله‌های اصلی نشوند. از رسوب‌زداها در صنعت استفاده زیادی می‌شود تا در تأسیسات رسوب زیادی ایجاد نشود.
با استفاده از فولاد A516GR-70 ، استنلس استیل(SS304 &316) و یا گالوانیزه تولید می گردد . ضخامت ورق ها با تحلیل های مهندسی به گونه ای انتخاب شده است که طول عمر دستگاه افزایش یابد.
عدسی ها که بصورت توریسفریکال (Torispherical) محدب گردیده و بدنه نیزبه ضخامتی متناسب نورد و جوشکاری می گردد بوشن و فلنج های مورد استفاد همچنین پايه و قسمت هاي غير تحت فشار در چندین مرحله با استفاده از دستگاه جوش رکتیفایر (SMAW) و الکترود 7018 جوشکاری می گردد .
مخزن از داخل پس از چربی زادئی و سند بلاست با یک لایه (Zinc-Rich)ریچ و دولایه اپوکسی مطابق استانداردهای بهداشتی AWWAC210) و(BS6920 ازداخل و ضد زنگ و رنگ روغنی از خارج پوشش داده می شود .
: شیر چند حالته (SOLO VALVE) نیمه اتوماتیک (SEMI AUTOMATIC) سه حالته با لوله کشی کامل و یا تمام اتوماتیک از برند (RUNXIN) مجهز می گردد . (مطابق نظر خریدار)
سیلیس(SILICA)با نام علمی سدیم دی اکسید کربن با دانه بندی متفاوت و کیفیت ممتاز
مخزن نمک (SALT TANK) از جنس پلی اتیلن لوله مکش نمک از نوع گالوانیزه می باشد .
رزین (RESIN) از برند (HYDROLITE)و یا (PUROLITE)
کلیه عملیات برشکاری فولاد توسط دستگاه برش پلاسما (PLASMA CUTTING MACHINE) تمام اتوماتیک انجام می گردد به لحاظ ایجاد کمترین تنش حرارتی عملیات مونتاژ و جوشکاری با دقت و کیفیت مطلوب تری انجام می گردد
جهت سهولت در جابجایی روی دستگاه تعدادی LIFTING LUG تعبیه می گردد
دستگاه دارای دو دریچه متناسب با ظرفیت در قسمت فوقانی و تحتانی جهت شارژ رزین و سیلیس و سرویس می باشد
نازل سختیگیر در مخازن سختی گیر جهت توزیع و صاف سازی آب ورودی به مخزن از نازل استفاده می‌گردد. نازل‌ها معمولاً از جنس PPنشکن (پلاستیکی )و برنجی وجود دارند و بسته به نوع کاربرد از انواع آن استفاده می‌گردد. نازل ها عمل پخش و توزیع یکنواخت آب در قسمت بالای نازل به‌عنوان آب پخش کن و جمع آوری آب های نرم در پایین مخزن با عنوان آب جمع کن بر عهده دارند .
از انواع دستگاه‌های سختی گیر در صنایع بزرگ و کوچک، سر راه لوله‌های آب کشاورزی، تصفیه‌خانه‌های خانگی و صنعتی و هر جایی که نیاز باشد تا سختی آب کاهش پیدا کند، استفاده می‌شود.
با توجه به این که سختی گیر در کجا استفاده می‌شود، مزایای آن هم متفاوت است؛ اما به طور کلی، سختی گیر سبب می‌شود تا رسوبات در لوله‌های تأسیسات کمتر شود، آب نوشیدنی سالم‌تر شود، بر روی کشاورزی و محصولات آن اثر مستقیم دارد و باعث رشد بهتر گیاهان و بهبود بافت خاک می‌شود.
در کنار مزایایی که سختی گیر دارد ، معایبی را هم میتوان برای آن در نظر گرفت. به‌عنوان مثال در سختی گیر شیمیایی از نمک استفاده می‌شود و پسماندی که به طبیعت بازگردانده می‌شود می‌تواند تهدیدی برای محیط‌زیست باشد.
وجود مقداری از برخی املاح در آب برای هر نوع مصارفی لازم است و سختی گیر بدون در نظر گرفتن این موضوع، املاح مختلف را از بین می‌برد.
همانطور که دیدید، سختی گیر انواع مختلفی دارد که هر کدام نیز عملکردی متفاوت خواهد داشت. به همین علت مشخصات فنی هر کدام با همدیگر متفاوت هستند. مشخصاتی مانند سایز لوله‌کشی، حجم تانکر، ظرفیت سختی گیر و ... به‌عنوان مشخصات فنی بررسی می‌شوند.
به طور کلی عملکرد سختی گیر بدین صورت است که بر روی لوله آب نصب می‌شوند. یون‌های فلزی که در آب سخت وجود دارند دارای بار مثبت هستند. با جایگزینی یون‌های فلزی با یون‌هایی با بار یونی مثبت، سختی آب از بین می‌رود.
در برخی سختی‌گیرها همانطور که دیدید، رسوب اتفاق نمی‌افتد و فقط یون‌های مثبت و منفی از همدیگر جدا می‌شوند تا در حین عبور از لوله‌های تأسیسات، رسوب نکنند.
فرمول‌های مختلفی برای محاسبه ظرفیت سختی گیر در نظر گرفته می‌شود و محاسبات باید توسط مهندس یا تکنسین حرفه‌ای انجام گیرد.
اگر M میزان سختی آب، V حجم رزین، H میزان سختی کل آب ورودی، PPM میزان دبی آب سختی گیر شده، T فاصله زمانی بین دو احیا را نشان دهد، C در فرمول زیر همان ظرفیت رزین است.
M= TH(ppm)*V(gpm)*T(tim)/17.1
R.V=V/R.C
معمول‌ترین دستگاه‌های سختی گیر، نوع رزینی آن است که اجزای آن شامل موارد زیر است:
• نازل کف سختی گیر
• مخزن سختی گیر حاوی رزین
• کاتیون‌ها و آنیون‌ها
• شیر چند راه کنترل‌کننده جریان
قیمت سختی گیر بر اساس فاکتورهای مختلفی تعیین می‌شود که شامل موارد زیر هستند:
• ظرفیت سختی گیر
• جنس بدنه
• نحوه عملکرد سختی گیر
• برند تولیدکننده
سختی آب به دو نوع موقت و دائم گفته می‌شود. وجود کاتیون‌های فلزی مختلف به میزان بالا در آب، باعث می‌شود تا آب سخت شده و قدرت حلالیت خود را از دست دهد. آب سخت، سنگین است و مواد و ترکیبات زیادی را در خود حل کرده است.
دلیل سختی آب، وجود نمک‌های منیزیم، روی، کلسیم، بی‌کربنات، آهن، کروم و ... است. هر چه میزان این نمک‌های حل شده در آب بیشتر باشد، سختی آب هم افزایش می‌یابد. این نمک‌ها باعث می‌شوند تا ظرفیت حلالیت آب کاهش یابد و به علت نزدیک بودن آب به حالت اشباع در شرایط مختلف، این مواد رسوب می‌کنند. حتی در صورت نوشیدن آب سنگین، در کلیه‌ها رسوباتی به‌مرور زمان جا می‌ماند و سلامتی فرد را به خطر می‌اندازد.
سختی آب دو نوع موقت و دائم است. سختی موقت همان سختی است که حاصل ترکیبات کلسیم و منیزیم است. هنگامی که آب گرم می‌شود، این ترکیبات به‌راحتی از آب جدا شده و رسوب می‌کند.
سختی دائم به‌راحتی از آب جدا نمی‌شود. نمک‌های کروم، روی، ترکیبات آهن و ... باید با روش‌های سختی گیری تخصصی از آب جدا شوند.
آب سخت و آب نرم با هم تفاوت‌هایی دارند و نقطه مقابل همدیگرند. در مقابل آب سخت که حاوی مقادیر بالای ترکیبات و املاح معدنی است، آب نرم میزان کم و در حد طبیعی از کلسیم، منیزیم و ... را در ترکیبات خود دارد. آب نرم به‌راحتی با صابون کف می‌کند و طعم خوبی دارد. در صورتی که هر چه آب سخت‌تر شود، طعم بدتری خواهد داشت و میزان کف‌کنندگی آن با شوینده‌ها هم کمتر است.
نکته مهمی که باید پس از خرید یک سختی گیر مناسب در نظر داشته باشید، نصب و راه‌اندازی اصولی آن است. اگر این کار به‌درستی صورت نگیرد، بدون شک استفاده از این دستگاه هم کارایی خاصی نخواهد داشت. هر دستگاه طریقه نصب و استفاده متفاوتی دارد؛ از این رو هنگام خرید باید اطلاعات لازم را در این زمینه دریافت کنید.
مراکز معتبر بهترین انواع سختی گیر را به مشتریان خود ارائه می‌دهند. از طرفی کار نصب و راه‌اندازی این دستگاه‌ها را نیز توسط تکنسین‌های آموزش‌دیده و ماهر خود انجام می‌دهند. اطلاعاتی در مورد چگونگی استفاده و نگهداری سختی‌گیرها نیز به مشتری ارائه می‌شود تا بتواند مدت زمانی طولانی از این دستگاه با اطمینان خاطر استفاده کند. بهتر است برای این که یک دستگاه باکیفیت و مرغوب را با قیمت مناسب خریداری کنید، حتماً سراغ مراکز معتبر بروید و برای نصب نیز از افراد ماهر کمک بگیرید.
1- تشکیل رسوبات در دیگ فشار قوی باعث کاهش انتقال حرارت لوله های دیگ و در نتیجه کاهش راندمان دیگ می شود. از طرف دیگر اپراتور دمای کار دیگ را افزایش می دهد تا کسری انتقال حرارت را جبران کند. این عمل باعث افزایش مصرف سوخت می شود. استفاده از سختی گیر میزان این رسوب مضر را در سیستم کاهش می دهد.
2- این سختی نه تنها منجر به رسوب بر روی دیواره لوله می شود، بلکه باعث خوردگی آنها نیز می شود. ترکیبات کربناته موجود در آب و گرما اسیدهایی مانند اسید کربنیک تولید می کنند که تاثیر عمده ای بر خوردگی و پوسته شدن دیواره های لوله دیگ دارد.
3- تشکیل رسوبات روی سطح حرارتی مبدل های حرارتی و کاهش راندمان آنها.
4- تشکیل رسوبات در برج خنک کننده، چیلر و سایر سیستم های خنک کننده باعث کاهش راندمان آنها می شود.
5- سختی آب، خاصیت شویندگی انواع مواد صابونی را کاهش می دهد، بنابراین اثربخشی مواد شوینده در آب سخت، نیمی از کارایی آنها در آب نرم است. بنابراین اگر دسترسی به آزمایشگاه برای اثبات وجود سختی در آب وجود نداشته باشد، می توان از میزان صابونی که با آن آب کف می کند، استنباط کرد. قابلیت شستشوی مواد با استفاده از سختی گیر مناسب حفظ می شود.
6- در صنعت نساجی و رنگرزی، این امر منجر به افت کیفیت رنگ می شود.
7- نوشیدن آب بسیار سفت (بیش از 500 PPM) برای سلامتی مضر است و منجر به تشکیل سنگ کلیه، تاول و اختلالات گوارشی می شود. بنابراین برای کاهش سختی در آب آشامیدنی از مخزن سختی با رزین بهداشتی استفاده می شود.
بر اساس سازمان جهانی استاندارد کیفیت آب، آب مورد استفاده در تجهیزات مکانیکی از نظر سختی به انواع زیر طبقه بندی می شود:
آب با سختی صفر را آب مقطر می گویند.
اگر آب دارای سختی بین 1 PPM تا 1/17 PPM باشد، به آن آب نرم می گویند.
به آبی اطلاق می شود که سختی آن از 1.17 تا 60 PPM است.
سختی آب ما بین 60 PPM تا 120 PPM است.
این آبی است که سختی آن از 120 PPM تا 180 PPM متغیر است.
یکی از آبی صحبت می کند که سختی آن بیش از 180 PPM است.
سختی آب (آهک آب) به برخی از مواد و فلزات محلول در آب اطلاق می‌شود که خاصیت رسوبی دارند و معمولاً به صورت لایه‌ای سفید رنگ روی سطح ظاهر می‌شوند. این مواد با عبور آب از لایه های مختلف زمین جذب می شوند. آنها از ترکیبات آهن، منگنز، استرانسیم، آلومینیوم و به ویژه کلسیم و منیزیم تشکیل می شوند.
البته 4 ماده اول درصد آب بسیار کمتری دارند. در آب های طبیعی، غلظت کلسیم به طور معمول دو برابر منیزیم است، در حالی که غلظت منیزیم در آب دریا حدود پنج برابر کلسیم است. بنابراین برای تمام اهداف عملی می توان سختی کل را برابر با مجموع یون های کلسیم و منیزیم در نظر گرفت. وظیفه سختی گیر حذف کلسیم و منیزیم از طریق واکنش شیمیایی ما بین رزین و رسوبات محلول در آب است.
در واقع محلولی از بی کربنات کلسیم و منیزیم است که گرما از محلول به نامحلول تبدیل می شود و آن را به رسوب تبدیل می کند.
محلولی از سولفات، کلرید، نیترات و غیره با کلسیم و منیزیم است که در حرارت دادن رسوب نمی کند.
آمریکا و ایران: هر میلی گرم کربنات کلسیم در یک لیتر آب یک PPM نامیده می شود.
انگلستان: 3.14 میلی گرم کربنات کلسیم در آب را دانه می گویند.
آلمان: هر 8.17 میلی گرم کربنات کلسیم در یک لیتر آب.
همانطور که قبلا ذکر شد، با توجه به معایب موجود در انواع سیستم ها، سختی آب باید با روش های موجود کاهش یا حذف شود.
رسوب شیمیایی: با افزودن مواد شیمیایی مختلف به آب، مواد زائد به هم می چسبند و سنگین می شوند و باعث ته نشین شدن آنها در مخزن آب می شوند.
سختی گیر رزین (رزین تبادل یونی): در این فرآیند آب از بستری از مواد مخصوص تبادل یونی (رزین) عبور داده می شود تا یون های مضر آب جذب این مواد شده و آب بدون سختی شود. رزین های موجود در مخزن سختی گیر، یون های کربنات کلسیم و منیزیم را از آب جذب کرده و آب نرم شده را به سیستم می رسانند.
در این روش، یون های مضر آب مانند یک کره بزرگتر توسط میدان مغناطیسی آهنربا به یکدیگر متصل می شوند و وزن بیشتری در آب و سطح تماس کمتری با دیواره های لوله ایجاد می کنند. وجود این جریان آب از طریق لوله ها باعث افزایش اثر سرعت آب بر روی این توپ های سنگین شده و از چسبیدن آنها به دیواره لوله جلوگیری می کند.
عملکرد این سختی گیر همانند سختی گیر مغناطیسی است با این تفاوت که در سختی گیر الکترومغناطیسی به جای آهنربا میدان مغناطیسی توسط یک سیم پیچ و جریان الکتریکی ایجاد می شود که نقش همان آهنربا را ایفا می کنند.
رزین های مصنوعی از نوع سیلیکات آلومینیوم و رزین های معدنی از نوع زئولیت هستند که در طبیعت به عنوان سنگ هایی یافت می شوند که می توانند کار زئولیت مصنوعی را انجام دهند.
این مواد یون های سختی آب (کلسیم و منیزیم) را حذف کرده و در عوض یون های سدیم را آزاد می کنند و به همین دلیل به زئولیت های سدیم معروف هستند. استفاده از آب گل آلود با مواد جامد معلق و همچنین آب حاوی آهن، منگنز، مس و سایر فلزات سنگین باعث فرسودگی رزین ها و کاهش هیدراتاسیون دستگاه سختی گیر می شود.
بنابراین توصیه می کنیم قبل از ورود آب به سختی گیر، مواد معلق موجود در آب را با استفاده از سیستم فیلتر شنی جدا کرده و اقدامات لازم را برای کاهش نمک فلزات سنگین انجام دهید. در سختی گیر، بستر رزین می تواند ثابت (FIXED) یا شناور (FLUIDIZEBED) باشد.
با سختی گیرهای بستر ثابت حجم رزین های دستگاه منبسط نمی شود و آب ورودی از بالا وارد دستگاه می شود و بیشترین تبادل یونی در قسمت های بالایی بستر رزین و تمیزکاری نهایی در قسمت های پایینی انجام می شود. بستر با افزایش زمان کارکرد، رزین ها در بالای بستر اشباع شده و تبادل یونی در لایه های زیرین ستون بستر انجام می شود. در نهایت زمانی فرا می رسد که بقیه ستون بستر برای تبادل یونی کافی نیست.
تمام آب های طبیعی حاوی غلظت های مختلفی از نمک های محلول هستند. این نمک ها در آب جدا شده و یون های باردار ایجاد می کنند. یون های دارای بار مثبت کاتیون و یون های دارای بار منفی آنیون نامیده می شوند.
بر اساس موارد فوق رزین سختی گیر به دو مدل رزین کاتیونی و رزین آنیونی تقسیم می شود. با سختی گیر های کاتیونی، رزین با نمک (NACI) بازسازی می شود. این اجازه می دهد تا بدنه مخزن سخت شونده از فولاد کربنی با پوشش اپوکسی ساخته شود. از طرف دیگر، با سختی گیر های آنیونی، رزین با سود سوزآور بازسازی می شود. بنابراین، بدنه مخزن باید از فولاد ضد زنگ یا پلاستیک فشرده ساخته شود.
به طور کلی دستگاه پخت رزین از قطعات مختلفی تشکیل شده است که در زیر به آنها اشاره می شود:
مخزن استوانه ای ساخته شده از فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، روکش روی. چندین نازل در این سیلندر برای تسهیل فرآیند شستشوی رزین تعبیه شده است. در داخل سختی گیر های فلزی معمولا یک صفحه فولادی سوراخ دار وجود دارد که نازل ها روی آن نصب می شوند و معمولاً دو شیر بازرسی یکی در بالا و دیگری در پایین مخزن تعبیه می شود.
در داخل سختی گیر ذرات رزین قرار می گیرد و برای نگهداری رزین ها و جلوگیری از نشت آن ها از بستر سیلیس استفاده می شود.عمق رزین معمولا بین 0.5 تا 3 متر انتخاب می شود و فضای خالی برای انبساط رزین وجود خواهد داشت. در نظر گرفته شده است.
شیر سخت‌کننده و لوله‌های مربوطه، از جمله تریم سوپاپ بالا و پایین، تریم مخزن آب نمک، لوله هواکش، گیج فشار و تریم تخلیه.
مخزن نمک و نمک در کنار دستگاه قرار می گیرند و وظیفه فعال سازی رزین سختی گیر را بر عهده دارند.
شرکت صنعتی تهویه دانان تهران تولید کننده انواع دستگاه های سختی گیر صنعتی آماده ارائه خدمات به تمامی شرکت های خواستار محصولات خود است. از دیگر محصولات شرکت تهویه دانان تهران میتوان به انواع دیگ بخار ، دیگ آبگرم و دیگ روغن داغ اشاره کرد.
