سختی گیر آب

در اصطلاح علمی، سختی آب به‌طورکلی مقدار کلسیم و منیزیم محلول در آب است. اما به زبان ساده، زمانی که دست‌هایتان پس از شستن با آب و صابون هنوز لزج می‌شوند، یا زمانی که لیوان‌های نوشیدنی‌تان در خانه شفافیت کمتری دارند یا پس از شستشو دارای لک هستند، ممکن است متوجه سختی آب شوید. در مورد اینکه سختی گیر آب چیست و استفاده از آن چه مزایایی دارد در این مقاله از وبسایت پاک پساب اقلیم اطلاعات بیشتری کسب خواهید کرد. با ما همراه باشید.

تعریف سختی آب

به زبان ساده مقدار کلسیم و منیزیم محلول در آب را سختی آب می‌گویند. آب سخت سرشار از مواد معدنی محلول، عمدتاً کلسیم و منیزیم است. ممکن است اثرات آب سخت را به معنای واقعی کلمه، آخرین باری که دستان خود را شستید، احساس کرده باشید. بسته به سختی آب، پس از استفاده از صابون برای شستشو، ممکن است احساس کرده باشید که لایه‌ای روی دست‌هایتان باقی مانده است. در آبی که سخت باشد، شاهد واکنش صابون با کلسیم (که در آب سخت نسبتاً زیاد است) و بوجود آمدن “کف صابون” خواهید بود. زمانی‌که از آب سخت استفاده کنید، صابون یا مواد شوینده بیشتری برای تمیز کردن وسایل، دست، مو یا لباس‌های شسته شده مورد نیاز است.

سختی آب به عنوان محتوای اندازه‌گیری شده کاتیون‌های فلزی دو ظرفیتی تعریف می‌شود. کلسیم محلول (Ca++) و منیزیم (Mg++) تنها دو کاتیون دو ظرفیتی هستند که در سطوح قابل ملاحظه‌ای در اکثر آب‌ها یافت می‌شوند. در آب طبیعی، کلسیم و منیزیم در درجه اول به بی‌کربنات، سولفات یا کلرید متصل هستند. هنگامی که آب سخت تبخیر می‌شود یا بالاتر از 61 درجه سانتیگراد گرم می‌شود، بی‌کربنات به کربنات تبدیل می‌شود و با Ca++ رسوب می‌کند و کربنات کلسیم (CaCO3) را تشکیل می‌دهد. بنابراین، سطوح سختی آب معمولاً بر حسب میلی‌گرم در لیتر به عنوان معادل CaCO3 گزارش می‌شود، اگرچه CaCO3 خود در آب وجود ندارد. چندین طرح طبقه‌بندی برای نشان دادن درجه سختی وجود دارد، اما به‌طورکلی آب نرم حاوی کمتر از 60 میلی‌گرم در لیتر و آب سخت حاوی بیش از 120 میلی‌گرم در لیتر معادل CaCO3 است.

تعریف سختی گیر آب چیست؟

دستگاه‌های برطرف‌کننده سختی آب یا همان سختی گیرها به دو نوع سختی گیر رزینی و سختی گیر الکترونیکی (مغناطیسی) تقسیم می‌شوند. سختی آب تمایل به رسوب دارد.

ستون‌های آهکی تشکیل شده در غارها که به سرباره معروف هستند یا رسوب ایجاد شده در داخل کتری نمونه‌ای از وجود سختی آب و رسوب است. سختی آب با بوجود آمدن کربنات کلسیم رسوب می‌کند. همان رسوبی که اگر از قبل از بروز آن جلوگیری نکنیم ممکن است آبگرم کن یا دیگ را از کار بیندازد. سختی آب باعث سخت شدن جداره‌های دیواره لوله می‌شود. این امر علاوه بر افزایش افت فشار در طول مسیر، باعث کاهش ضریب انتقال حرارت و همچنین افزایش دمای سطح دیگ در برابر شعله مشعل می‌شود که به نوبه خود باعث ضایعات می‌شود؛ بنابراین استفاده از سختی گیر در بسیاری از موارد ضروری است.

انواع سختی گیر آب چیست؟

استفاده از آب در مصارف گوناگون، نیازمند کاهش سختی آن تا حد استاندارد است. روش های مختلفی برای کاهش سختی آب استفاده میشود که در ادامه به متداول ترین آن ها می پردازیم :

• سختی گیر مغناطیسی

این نوع سختی گیری در واقع باعث کاهش سختی آب نمیشود، بلکه مانع از تشکیل رسوب در دیواره لوله ها یا بدنه مخازن میگردد. کارکرد سختی گیر مغناطیسی از طریق استفاده از ویژگی های آنیون و کاتیون است که از این طریق با ایجاد جریان مغناطیسی، املاح درون آب را از یکدیگر جدا نموده و مانع از رسوب این املاح میشود. این روش در مواردی که حذف سختی از آب اهمیت زیادی دارد، پیشنهاد نمیشود.

• سختی گیر الکترومغناطیسی

مشابه روش مغناطیسی بوده با این تفاوت که در این روش از القای جریان الکتریکی به آب و جلوگیری از پیوند یون های موجود استفاده میشود. القای جریان الکتریکی به وسیله اجرای سیم پیچ بر روی بدنه لوله ها صورت میپذیرد.

• سختی گیر الکترونیکی

مانند دو روش قبل، سختی گیر الکترونیکی تنها باعث ممانعت از رسوب ذرات محلول میشود. در این روش با ایجاد امواج الکترونیکی از طریق تجهیزاتی که به دور لوله ها پیچیده میشود، مانع از تشکیل رسوب گردیده و نمک های محلول را به صورت معلق در جریان آب حفظ میکند. هر سه روش نامبرده ، از روش های سختی گیری فیزیکی محسوب میشوند.

• سختی گیر رزینی

از متداول ترین روش های سختی گیری از آب، استفاده از سختی گیر های رزینی میباشد. در این روش یون های کلسیم و منیزیم که از عوامل سختی آب هستند با عبور جریان آب از روی یک بستر رزین، با یون های سدیم جایگزین شده و تبدیل به املاحی میشوند که با گذر زمان دچار رسوب گذاری نخواهد شد.

• سختی گیر اسمز معکوس

تجهیزات اسمز معکوس یا همان RO، قادر به حذف تا 99 درصد اکلاح موجود در آب هستند. در این روش با استفاده از غشاء های نیمه تراوا و با ارسال جریان آب به صورت تحت فشار و استفاده از پدیده اسمز معکوس، موجب حذف املاح ایجاد کننده سختی در آب میشوند. تجهیزات RO غالبا به دلیل تکنولوژی مورد استفاده گران قیمت است.

• سختی گیر شیمیایی

در این روش با استفاده از مواد شیمیایی که در ترکیب با املاح موجود در آب، باعث جداسازی این املاح و ته نشین شدن آن میشوند، عوامل ایجاد سختی در آب از جریان حذف میشوند. به این روش، روش ته نشین کننده نیز گفته میشود.

سختی گیر رزینی یکی از پر کاربرد ترین تجهیزات سختی گیری از آب در ایران میباشد. برای خرید تجهیزات سختی گیر رزینی، اطلاع از موارد زیر حائز اهمیت است :

• میزان سختی آب ورودی به دستگاه
• دبی جریان ورودی
• نوع رزین مورد استفاده
• میزان طرفیت رزین
• سیکل شستشوی رزین

برای محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی، اطلاع از موارد زیر ضروری است :

• میزان دبی آب ورودی به دستگاه
• سیکل شستشو

ظرفیت سختی گیر رزینی از طریق رابطه زیر محاسبه میشود :

در رابطه مذکور، gpm میزان دبی آب در عبور از سختی گیر و ppm سختی آب میباشد. واحد سختی گیر رزینی Grain یا گرین است.

نحوه کار سختی گیر آب چیست

در سختی گیر رزینی «یون‌های سختی» – عمدتاً Ca2+ و Mg2+- با یون‌های سدیم مبادله می‌شوند. دستگاه‌های تبادل یونی، سختی را با جایگزینی منیزیم و کلسیم (Mg2+ و Ca2+) با یون‌های سدیم یا پتاسیم (Na+ و K+) کاهش می‌دهند.

رزین‌های تبادل یونی، به شکل مهره، جزء کاربردی واحدهای نرم‌کننده آب هستند. رزین‌های تبادل یونی پلیمرهای آلی حاوی گروه‌های عاملی آنیونی هستند که کاتیون‌های دو ظرفیتی (Ca2+) قوی‌تر از کاتیون‌های تک ظرفیتی (Na+) به آن‌ها متصل می‌شوند. مواد معدنی به نام زئولیت نیز خواص تبادل یونی از خود نشان می‌دهند. این مواد معدنی به طور گسترده در مواد شوینده استفاده می‌شود. رزین‌ها همچنین برای حذف یون‌های کربنات، بی‌کربنات و سولفات جذب شده و یون‌های هیدروکسید آزاد شده از رزین در دسترس هستند.

هنگامی که تمام یون‌های Na+ موجود با یون‌های کلسیم یا منیزیم جایگزین شدند، رزین باید با شستشوی یون‌های Ca2+ و Mg2+ با استفاده از محلول سدیم کلرید یا هیدروکسید سدیم، بسته به نوع رزین مورد استفاده، دوباره شارژ شود.

اجزای تشکیل دهنده سختی گیر

یک مخزن استوانه‌ای ساخته شده از صفحه فولادی که از داخل و خارج جوش داده شده و دارای حداقل دو دهانه برای دسترسی است. در داخل مخزن، یک بستر سیلیس روی آن کف‌های رزین ریخته شده است. هر دوی این دستگاه ها یک لوله برای ورودی آب سخت و یک لوله برای خارج شدن آب نرم با اتصالات و شیرها یا یک کابل چند طرفه دارند. به منظور توزیع یکنواخت آب ورودی در قسمت بالایی، یک دیفیوزر در دستگاه تعبیه شده است. برای جمع‌آوری آب نرم و توزیع یکنواخت آب معکوس، یک دستگاه شستشوی آب برگشت‌پذیر با صفحه فولادی برای قرار دادن نازل‌ها ارائه می‌شود.

هنگامی که آب حاوی ترکیبات سولفات کلسیم و منیزیم باشد، از رزین عبور می‌کند. کلسیم و منیزیم جایگزین سدیم آنها با این ماده رزین شده و در نتیجه سختی آب را کم می‌کند. هنگامی که تمام رزین یون سدیم مصرف شد، رزین اشباع می شود. با عبور دادن محلول نمک (کلرید سدیم) قابل ترمیم است. با اینکار کلسیم و منیزیم رزین جدا شده و یون سدیم را می‌گیرد.

اندازه سختی گیرها به مقدار آب عبوری از واحد زمان از عامل سخت کننده و مقدار املاح موجود در آب بستگی دارد. قدرت هر دو دستگاه به جریان آب، سرعت آب و سختی آب بستگی دارد.

مزایای سختی گیر آب چیست

مزایای استفاده از سختی گیر آب چیست ؟ استفاده از دستگاه‌های سختی گیر جهت نرم کردن آب سخت، مزایای بسیاری دارد که به شرح زیر است:

• افزایش طول عمر تجهیزات و لوله و شیرآلات (به جهت نرم شدن آب از ایجاد رسوب در تجهیزاتی مانند آب‌گرم‌کن، لوله و اتصالات جلوگیری می‌شود).
• افزایش و بهبود کیفیت آب (به جهت رفع سختی آب استفاده از آب برای مصارف بهداشتی و شستشو بخصوص مصارف خانگی بسیار آسان‌تر است).
• عدم تأثیر در ساختار شیمیایی آب و صرفاً تغییر در ساختار یون‌های آب
• صرفه‌جویی در هزینه و انرژی
• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری

فرق بین سختی گیر آب و دستگاه تصفیه آب صنعتی

گاهی ممکن است فرض شود که سختی گیر آب نیز یک نوع دستگاه تصفیه‌کننده آب است. اما درحالی‌که هر دو به بهبود طعم و کیفیت آب کمک می‌کنند، اهداف متفاوتی با یکدیگر دارند.

دستگاه‌های تصفیه آب مانند سیستم اسمز معکوس (RO)، نانوفیلتراسیون و … باعث تصفیه و حذف تمامی آلاینده‌های موجود در آب مانند تمامی املاح، باکتری‌ها و میکرو ارگانیسم‌ها و … می‌شوند درحالی‌که سختی گیرها یا همان نرم‌کننده‌های آب صرفاً یون‌ها و مواد محلولی مانند کلسیم و منیزیم را از جریان آب حذف می‌کنند و البته دستگاه سختی گیر رزینی به علت عبور از مواد سدیم دار، مقدار کمی سدیم نیز به جریان آب اضافه می‌کند.

مشکلات ناشی از سختی بیش از حد آب

میزان مواد معدنی همچون کلسیم و منیزیم در آب، نشانگر میزان سختی آب است. این مواد معدنی به صورت محلول در آب میباشند و مشکلات زیر را ایجاد می کنند :

1. مشکلات ناشی از رسوب در سیستم های انتقال و مخازن: رسوب مواد معدنی در لوله‌ها و تجهیزات مختلف همچون بویلر ها می‌تواند به تدریج به گرفتگی و کاهش کارایی آن ها منجر شود.
2. کاهش کارایی عملیات شستشو: سختی آب ممکن است باعث افزایش رسوبات روی البسه یا سایر تجهیزاتی که مورد شستشو قرار میگیرند شود.
3. استفاده بیشتر از مواد شوینده: در آبهای با سختی زیاد، مقدار بیشتری از مواد شوینده نیاز است تا در ترکیب با مواد محلول موجود در آب، میزان شویندگی لازم یا تولید کف مورد نیاز را تامین نماید و این مسئله می‌تواند باعث افزایش هزینه‌های جاری شود.
4. تأثیر بر سلامت پوست و مو: آب های دارای سختی، میتوانند تاثیر منفی بر روی پوست و مو داشته باشند و باعث خشکی و خارش شوند.
5. مشکلات در آبیاری کشاورزی: آبهای سخت چنانچه در آبیاری کشاورزی مورد استفاده قرار گیرند، مشکلاتی همچون ایجاد رسوبات در خاک و کاهش کیفیت آن را به همراه خواهند داشت.

عوامل موثر در قیمت سختی گیر آب

از مهمترین عوامل تاثیرگذار در قیمت سختی گیر آب ، حجم دستگاه میباشد. هر چقدر حجم دستگاه بزرگتر باشد به معنای افزایش میزان رزین و بزرگتر شدن مخازن مورد استفاده و در نتیجه افزایش نهایی قیمت دستگاه میباشد. سایر عوامل تاثیرگذار در قیمت دستگاه شامل موارد زیر است :

• جنس مخزن
• مشخصات فنی مخزن شامل ابعاد، ضخامت بدنه، کیفیت ساخت و غیره
• متعلقات دستگاه شامل شیر ها، نازل ها و غیره
• میزان و جنس رزین
• تجهیزات جانبی شامل مخزن نمک، تجهیزات کنترلی و غیره
• میزان خودکار بودن دستگاه

خرید سختی گیر از پاک پساب اقلیم

جهت استعلام قیمت و دریافت مشخصات فنی به منظور خرید سختی گیر ، کافیست مشخصات آب یا پساب مد نظر خود را به همراه دبی روزانه تعیین و با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.