همانطور که میدانید آب خالص تشکیل شده از اکسیژن و هیدروژن است. آب یکی از اصلی‌ترین منابع حیاتی به شمار رفته و در صنایع بسیاری از جمله نیروگاه‌ها، تاسیسات حرارتی آب گرم و بخار به مقدار بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما شرایطی ایجاد می‌شود که آب با ترکیب مواد آهکی موجود در زمین، دچار سختی می‌شود. عبارت سختی آب زمانی به کار برده می‌شود که در آب مربوطه، یونهای منیزیم و کلسیم وجود داشته باشند.
سختی گیر چیست؟
نرم کننده آب یا سختی گیر دستگاهی است که تمام سختی آب از جمله کلسیم، منیزیم و برخی کاتیون‌های فلزی را از بین می‌برد. سخت گیر رزینی با ایجاد محیط مناسب در داخل مخزن تحت فشار، که ممکن است از فلز (گالوانیزه) یا فایبرگلاس (frp) ساخته شده باشد، تبادل یونی را تسهیل می‌کند.
دستگاه سختی گیر آب در اختیار بخش‌های مختلف مانند صنایع غذایی، نساجی و رنگرزی، تولید چرم، دستگاه‌های شستشو، گرمایش و سرمایش، تولید بتن و… قرار دارد. آب نرم تولید شده توسط سخت‌گیر مزایای متعددی از جمله عمر طولانی لوله کشی ساختمان، تمیز کردن فوم بیشتر و صابون دارد.
انواع سختی موجود در آب
سختی آب به دو نوع مختلف سختی آب موقت یا کربنات و سختی آب دائم یا غیر کربنات دسته‌بندی می‌شود. بر خلاف سختی غیر کربنات یا دائم، سختی موقت در مقایسه با سختی دائم، خیلی آسیب زیادتری به سیستمهای حرارتی مثل بویلر وارد می‌کند و حرارت باعث تغییر نوع کربنات و تغییر پی اچ و ایجاد اسید و ضرر جبران‌ناپذیر به بویلر می‌شود. برای بویلرها هدف حذف سختی موقت و کربناته از آب ورودی به بویلر است.
مفهوم سختی آب و چگونگی تشخیص آن
به طور کلی آب‌های زیرزمینی به علت داشتن مواد معدنی، دارای یونهای بیشتری نسبت به آب‌های سطحی هستند و ما زمانی درجه سختی آب را متوجه می‌شویم که در منازل و تاسیسات مرکزی ساختمان‌ها، رسوبات شدیدی ایجاد شده و بر روی لوله‌های آب و یا درون آنها، آهن، گچ و یا سفیدک مشاهده کنیم. در چنین شرایطی استفاده از دستگاه سختیگیر آب، درجه سختی را کاهش می‌دهد.
فرآیند جداسازی سختی موجود در آب توسط سختی گیر
به طور معمول سختی آب را به دو نوع دائم و موقت دسته بندی می کنند که در نوع موقت که شامل کربنات ها و بی کربنات های کلسیم و منیزیم است، میتوان با حرارت دادن آن را از بین برد و سختی دائم که شامل سولفات و کلرور است، فقط با مصرف مواد شیمیایی کمتر شده و یا حذف می گردد.
از بین این املاح، کلرور های کلسیم و منیزیم خاصیت خورندگی شدیدی داشته و سولفات های کلسیم و منیزیم باعث تشکیل رسوب در جدار تاسیسات مولد نیرو می گردند. املاحی مانند کلرور سدیم اگر بیش از ۳۰۰۰ میلی گرم در آب وجود داشته باشد، طعم نامطبوعی به آب می‌دهد و سبب شوری آب و غیرقابل شرب شدن آن می شوند و در کل املاح یونهای فلزی دو ظرفیتی موجود در آب های آشامیدنی، نباید از ۵۰۰ میلی گرم تجاوز کند. در چنین شرایطی سبک کردن املاح موجود در آب اهمیتی دوچندان پیدا می کند.
در حالت کلی فرآیند جدا کردن و ته نشینی املاح بر چهار اصل استوار است:
- امکان تداخل آب و مواد شیمیایی و انجام فولیکولاسیون در اثر ترکیب آنها
- محاسبه مقدار مواد شیمیایی مورد نیاز و آنالیز کامل آب
- مقدار زمان لازم جهت ته نشینی رسوبات حاصل‌شده
- جداسازی آب صاف شده و استفاده از آن برای عملیات بعدی
انواع روش و سختی گیر صنعتی و خانگی
تا به امروز روش‌های متفاوتی جهت حذف املاح و سختی آب ارائه شده است. از انواع آن می توان به روش‌های اسمز معکوس، سختی‌زدایی به روش مغناطیسی، روش‌های حرارتی و تبادل یونی اشاره کرد که این فرآیند توسط دستگاه سختی گیر رزینی، مغناطیسی، خانگی، فیلتر کربن، سختیگیر الکترونیکی، صنعتی و اولتراسونیک انجام شده و هر یک دارای مکانیزم و اجزای تشکیل دهنده متفاوتی هستند.
مزیت روش حذف املاح تبادل یونی نسبت به سایر روش‌های سختی‌گیری
این نوع روش حذف سختی‌های موجود در آب به دلیل داشتن کارکرد ساده به صورت اتوماتیک و دستی، پشتیبانی از قابلیت راه‌اندازی در اندازه‌های متفاوت، بهره‌برداری آسان و هزینه سرمایه گذاری و راهبردی کم، نسبت به سایر روش‌ها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سختی گیر (FRP)
مکانیزم عملکرد سختی گیر رزینی دقیقا مانند سختیگیر FRP می‌باشد. با این تفاوت که به جای استفاده از مخازن فلزی، از مخازن GRP استفاده می‌شود. این دسته از سختی گیرها بیشتر در زمینه‌های بهداشتی به دلیل وزن سبک‌تر، بهداشت بالاتر نسبت به دیگر مخازن فلزی و قیمت مناسب و ارزان بودن مورد استفاده قرار میگیرند.
کاربرد و مزایای مخازن پلاستیکی فایبر گلاس
این دسته از منابع به علت تحمل فشار بالا تا حدود ۱۰ بار، عدم زنگ زدگی و پوسیدگی، وزن سبک و جابجایی آسان و مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی و ضربه و سایش مورد استقبال قرار میگیرند.
نحوه کارکرد سختی گیر رزینی
در این فرآیند، یونهای سخت از جمله منیزیم و کلسیم وارد محفظه سختیگیر می‌شوند. یونهای سخت از جمله کلسیم و منیریم همراه با آب وارد محفظه سختیگیر شده و از رزین عبور می‌کند. رزین، یون سدیم خود را با یونهای موجود مبادله می‌کند. بدین ترتیب، یونهای سخت گرفته شده و آب نرم از سختی گیر خارج می‌شود.
پس از گذشت مدتی (بسته به شرایط بین ۸ تا ۷۲ ساعت)، رزین از یونهای سخت مملو می‌شوند. دیگر نمی‌تواند عمل جداسازی سختی آب را انجام دهد. در چنین شرایطی عمل احیای رزین سختیگیر را با عبور آب نمک از رزین و جایگزین کردن آن به جای یونهای سخت، شروع می‌کنیم.
کاربرد سختی گیر ها در حذف املاح موجود در آب
- حذف سختی آب ورودی دیگ بخار
- از بین بردن سختی آب تغذیه برج خنک کن
- حذف املاح مازاد آب آشامیدنی
محاسبه میزان ظرفیت سختی‌گیری
ظرفیت سختی گیر به میزان دبی و سختی آب ورودی بستگی دارد. مقدار زمان احیای سختی گیرها به عوامل مدیریتی و منابع انسانی بستگی داشته و طبق فرمول زیر محاسبه می شود:
- C: ظرفیت سختیگیر طبق گرین
- Q: دبی آب بر حسب متر مکعب در ساعت
- T: زمان احیا بین فاصله زمانی ۸ الی ۷۲ ساعت
- TH: میزان سختی آب بر حسب میلی گرم بر لیتر
طراحی انواع دستگاه سختیگیر با بکارگیری جدیدترین تکنولوژی و استاندارد و نصب با رعایت تمامی موارد ایمنی توسط گروه صنعتی پرو تانک، با ارائه مشاوره توسط تیم مهندسی مجرب، آمادگی خود را برای انجام پروژه‌ها اعلام می‌دارد. با توجه به نوسانات قیمتی در مواد اولیه، قیمت سختی گیر نیز دارای نوسان است. برای اطلاع از قیمت نهایی این مخازن با کارشناسان واحد فروش گروه صنعتی پروتانک تماس حاصل فرمایید.
