سختی گیر آب

خرید 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.

سختی گیر آب چیست؟

اصول کارکرد انواع سختی گیر آب حذف یون‌های دارای بار مثبت در آب است. این یون‌ها به طور عمده یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) هستند که مواد معدنی محسوب می‌شوند. زمانی که از یک مبدل یونی برای سختی گیری استفاده می‌شود، تعویض یون‌های کلسیم و منیزیم موجود در آب با سایر یون‌ها نظیر سدیم و پتاسیم صورت می‌گیرد. البته گاهی حذف یون‌های آهن نیز به وسیله سختی گیرها صورت می‌گیرد. سختی گیرها مواد معدنی را جدا و در فواصل مشخصی دفع می‌کنند. این تجهیزات می‌توانند به صورت اتوماتیک، نیمه اتوماتیک و دستی استفاده شوند.

به جز تبادل یونی، سختی گیری به وسیله سختی گیرهای شیمیایی و فیزیکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ هر چند این مواد امکان حذف مواد معدنی سخت را ندارند و صرفاً مانع از ته‌نشین شدن یا چسبیدن آن‌ها به سطوح می‌شوند. سختی گیرها انواع مختلفی دارند که کارکرد همگی، کاهش مقادیر ایجادکننده سختی است.

انواع سختی گیر آب

انواع سختی گیر آب در مدل‌های مختلفی وجود دارد که شامل موارد زیر است :

• روش تعویض یونی (Ion Exchange) با استفاده از بستر رزینی (Resin)
• روش سختی گیر الکترونیکی
• روش سختی گیر مغناطیسی
• روش سختی گیر شیمیایی (پلی فسفات)
• روش اسمز معکوس (Reverse Osmosis)
• روش سختی گیر الکترولیتی

1. سختی گیرهای رزینی

پرکاربردترین روش سختی گیری آب است که در خلال آن یون‌های کلسیم و منیزیم با عبور از روی بستر رزین، با یون‌های سدیم جایگزین و به املاحی تبدیل می‌شوند که در گذر زمان دچار رسوب نمی‌شوند. عبور جریان آب سخت از روی رزین، موجب کاهش خاصیت تبادل یونی می‌شود که احیاء آن به وسیله شستشوی بستر رزین با محلول آب نمک (کلرید سدیم 10%) صورت می‌گیرد.

از مزایای این نوع از سختی گیرها می‌توان به مناسب بودن برای تمام مصارف خانگی و صنعتی اشاره کرد. معایب این تجهیزات شامل قیمت بالا، هزینه راه‌اندازی و نگهداری و جاگیر بودن آن‌هاست. از سوی دیگر، آب خروجی از سختی گیر رزینی دارای مقادیر سدیم است که برای آشامیدن مناسب نیست. می‌توان کاهش مقادیر سدیم را با اختلاط با آب سختی گیر نشده و همچنین استفاده از دستگاه تقطیرکننده آب برطرف کرد.

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.

2. سختی گیر های الکترونیکی

در این نوع سختی گیر ها، امواج الکتریکی به وجود آمده توسط آنتن های پیچیده شده به دور لوله ی آب، سختی آب را از بین میبرند. این سیستم معمولا شامل فرکانس های خاصی میباشد که بار های یونی در آب را تغییر می دهد. این تغییرات سبب می شوند که یون های کلسیم و منیزیم با یکدیگر ترکیب نشوند و در نتیجه مانع از تشکیل رسوب کربنات کلسیم شوند.

3. سختی گیرهای مغناطیسی 

عملکرد در سختی گیر الکترومغناطیسی مشابه عملکرد سختی گیر الکتریکی می باشد. این مدل از انواع سختی گیر آب جهت جلوگیری از تشکیل رسوب بر دیواره  سطوح انتقال آب‌های سخت، از امواج الکترومغناطیسی استفاده می‌شود. اساس عملکرد این نوع از سختی گیرها بر پایه ایجاد میدان الکترومغناطیسی است. جریان الکتریکی از میان سیم‌پیچی که به دور لوله انتقال آب سخت ایجاد شده، عبور می‌کند و بر اساس قانون القای فارادی، با تغییر مقدار جریان نسبت به زمان، میدان الکترومغناطیسی متناسباً ایجاد شده و به ذرات یونی موجود در آب اعمال می‌شود. در این شرایط این ذرات یونی به حالت بلورهای خنثی درآمده و به محلول معلق تبدیل می‌شود. به این ترتیب رسوب‌گذاری اتفاق نیفتاده و از سوی دیگر اعمال این میدان الکترومغناطیسی بر مولکول‌های آب موجب افزایش قدرت حلالیت آن می‌شود. در تصویر زیر چگونگی کارکرد سختی گیرهای الکترونیکی نشان داده شده است.

در تصویر زیر اجزای یک سیستم سختی گیر الکترونیکی نشان داده شده است. این سختی گیرها از دو بخش اصلی ایجاد موج الکترومغناطیسی و سیم‌پیچ انتقال موج به سیال تشکیل می‌شود. عملکرد این تکنولوژی به نحوی است که باعث جذب یون‌های مخالف به سمت یکدیگر و تشکیل ذرات خنثی را می‌دهد.

یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از این سختی گیرها، خاصیت رسوب‌زدایی آن است که ویژگی منحصربه‌فردی در میان تجهیزات مشابه است، زیرا با گذشت زمان نه تنها رسوب تشکیل نمی‌شود؛ بلکه رسوب‌های قبلی هم به مرور زمان از بین می‌روند.

4. روش سختی گیر شیمیایی (پلی فسفات)

پلی فسفات‌ها از جمله ترکیبات مورداستفاده در سراسر جهان جهت جداسازی مواد معدنی از آب‌های سخت هستند. این ترکیبات یک ماده معدنی ضروری برای بدن انسان است که نقشی کلیدی در انعقاد خون دارد. در مقیاس صنعتی، پلی فسفات‌ها از استخراج مواد معدنی یا از طریق استخراج گیاهان به دست می‌آیند.

پلی فسفات‌ها به شکل‌های مایع و جامد برای مصارف مختلف در دسترس است. شکل جامدی که در سختی گیری آب استفاده می‌شود، به صورت گرانول‌های شفاف یا نیمه شفاف است که از طریق ورود به جریان آب سخت و حل شدن تدریجی در آن، نحوه واکنش کلسیم و آهن در آب را تغییر می‌دهد. فسفات‌ها به‌طورکلی در سیستم‌های تصفیه آب برای جلوگیری از خوردگی شبکه‌های انتقال آب از طریق لوله‌ها و جذب فلزات مزاحم در جریان آب (آهن، منگنز، کلسیم، منیزیم) استفاده می‌شوند. از جمله مزایای این‌ مدل از انواع سختی گیر آب می‌توان به پیشگیری از ایجاد رنگ در جریان آب به دلیل وجود املاح آهن و منگنز و همچنین پیشگیری از خوردگی در سیستم‌های توزیع آب اشاره کرد.

5. سختی گیر اسمز معکوس (Reverse Osmosis)

روش اسمز معکوس به صورت گسترده برای تصفیه پیشرفته آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بحث سختی آب و در کاربری صنعتی، گاهی نیاز به سختی گیری با بهره‌وری بالاتر و حذف سختی دائم که در سختی گیرهای یونی امکان‌پذیر نیست، می‌باشد. مسئله دیگر در سختی گیرهای کاتیونی، افزایش TDS آب به صورت تدریجی است که در مصارف مربوط به بویلرها، مجاز نیست. این در حالی است که کاهش TDS و EC آب به دلیل حذف ذرات در اندازه‌های مختلف مولکولی در روش اسمز معکوس صورت می‌گیرد. لیکن از معایب این روش، هزینه اولیه بالا و نگهداری آن نسبت به سایر روش‌های سختی گیری است.

اسمز یک پدیده طبیعی و یکی از مهم‌ترین فرایندها در طبیعت است. در این فرایند که در آن یک محلول با غلظت کمتر تمایل به انتقال به محلول با غلظت بیشتر دارد. نمونه‌هایی از فرایند اسمز در طبیعت زمانی است که ریشه گیاه آب را از خاک جذب می‌کند و کلیه‌های ما آب را از خون ما جذب می‌کنند.

اسمز معکوس که معمولاً به عنوان RO شناخته می‌شود، فرایندی است که در آن بخش زیادی از مواد جامد محلول و سایر آلاینده‌ها را با گسیل آب به داخل یک غشای اسمز معکوس نیمه تراوا از آب حذف می‌کند. درحالی‌که اسمز به طور طبیعی بدون نیاز به انرژی رخ می‌دهد، برای معکوس کردن فرایند اسمز، انرژی به محلول با غلظت بیشتر اعمال می‌شود تا از میان یک غشای نیمه تراوا عبور نموده و ذرات محلول در غشا باقی بماند. این غشا فقط اجازه عبور مولکول‌های آب را می‌دهد. به این طریق عوامل ایجاد سختی در آب حذف و آب اصطلاحاً نرم می‌شود.

6. سختی گیر الکترولیتی

در این سختی گیر، جریان آب از یک سلول الکترولیتی عبور می کند. سلول الکترولیتی از دو الکترود که وظیفه خاص خود را دارند تشکیل شده است. 1. آند و 2. کاتد

در این نوع سیستم، حذف یون های کلسیم  منیزیم از آب توسط جریان الکتریکی و فرایند های اکسایش و کاهش در دو الکترود آند و کاتد صورت میگیرد. عدم استفاده از مواد شیمیایی و هزینه های نگه داری پایین از جمله مزیت های این نوع از سختی گیر ها می باشد.

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.

برای خرید این محصول از صفحه آب شیرین کن صنعتی دیدن کنید.

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.

راهنمای روش انتخاب و خرید سختی گیر

فاکتورهای تأثیرگذار در انتخاب نوع سختی گیر، حجم آب سخت، میزان سختی آب، نوع سختی آب و میزان هزینه کرد اولیه است. استفاده از سختی گیرهای رزینی برای آب‌ها با سختی حداکثر 700ppm مفید است. هر چند در نهایت سختی کل کاهش نمی‌یابد و تنها جابه‌جایی عناصر و پیشگیری از رسوب صورت می‌گیرد.

چنانچه آب دارای سختی بالاتر از 1200ppm باشد، پیشنهاد ما استفاده از سیستم‌های اسمز معکوس است. هر چند این روش، هزینه اولیه بالایی دارد؛ اما نگرانی‌های بعدی را در خصوص آسیب به سیستم‌های مصرف‌کننده آب به خصوص در کاربری صنعتی کاهش می‌دهد.

برای راهنمایی در خصوص تعیین مناسب‌ترین سختی گیر، با کارشناسان ما صحبت کنید.

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 آب 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.