کاربرد و نحوه کار با سختی گیر آب چیست ؟

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.

سختی آب چیست؟

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 آب به دو نوع سختی دائم و سختی موقت دسته‌بندی می‌گردد که در مقاله سختی آب در مورد آن‌ها صحبت کرده‌ایم.

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.

در مقاله املاح موجود در آب هر آنچه باید درباره این موضوع بدانید شرح داده‌ایم که می‌توانید مطالعه نمایید.

انواع سختی گیر آب چیست؟

همان‌طور که در بالا توضیح دادیم سختی گیر دارای چند نوع است. یکی از انواع سختی گیر آب الکترونیکی یا مغناطیسی و دیگری سختی گیر رزینی است. سختی گیر رزینی که در آن از رزین تبادل یونی استفاده می‌شود جزء رایج‌ترین روش‌های نرم کردن آب بخصوص در مقیاس صنعتی است.

سختی گیر رزینی

سختی گیرهای رزینی یکی از روش‌های سختی گیری آب هستند که بر حسب نیاز در ظرفیت‌های مختلف ساخته می‌شوند. ساختار کلی نرم‌کننده‌های آب مشابه است و تفاوت فقط در نوع کنترل آن‌هاست.

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.

در مقاله روش های تصفیه آب به شرح انواع این روش‌ها پرداخته‌ایم.

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.

سخن پایانی

همان‌طور که در بالا به تفصیل درباره سختی آب و سختی گیری از آب صحبت کردیم. دانستیم که سختی گیر آب چیست و سختی آب اغلب به علت وجود یون‌های کلسیم و منیزیم به وجود می‌آید. استفاده از آب سخت در مصارف خانگی و صنعتی سبب ایجاد مشکلاتی مانند ایجاد لکه بر روی ظروف، کف نکردن آب با صابون، گرفتگی لوله‌ها، ایجاد رسوب و … می‌شود و برای رفع این مشکلات باید از سختی گیر آب استفاده شود.

شرکت پاک پساب اقلیم طراح و سازنده انواع سختی گیر آب است. شما می‌توانید برای سفارش و کسب اطلاعات با کارشناسان این شرکت تماس حاصل نمایید تا شما را در انتخاب بهترین محصول متناسب با نیازتان، شما را راهنمایی نمایند.