سختی گیر

سختی گیر رزینی خانگی

سختی گیر (water softener) از پر کاربرد ترین دستگاه های امروزی حذف سختی کل آب که شامل کلسیم و منیزیم در صنعت تصفیه آب می باشد که به نرم کننده آب نیز مشهور است. دستگاه سختی گیر رزینی آب برای موتورخانه های خانگی و صنعتی و خانگی (مناطق مسکونی)، بیمارستان ها و . . . کاربرد دارد. سختی گیر فلزی (گالوانیزه و فولادی) و فایبرگلاس (سختیگیر frp) از انواع سختی گیر آب می باشد.

سختی گیر چیست

سختی گیر درواقع واحد یا ستون رزین های تبادل یون می باشد که قادر به حذف کلسیم و منیزیم و دیگر مواد معدنی از آب می باشد  که آب تولید شده توسط این دستگاه جهت مصارف خانگی ، صنعتی (حذف به طور کامل) و حتی آشامیدنی (حذف به مقدار معین) مورد استفاده قرار می گیرد

در حقیقت سختی گیر رزینی چاه به دلیل وجود املاح در آب های به دست آمده از چاه های آب که حاوی مقدار قابل توجهی آهک و دیگر مواد معدنی هست مورد استفاده قرار می گیرد چرا که استفاده مستقیم برای سیستم های و دستگاه های صنعتی و حتی آشامیدن می تواند خسارت ها و آسیب هایی را در پی داشته باشد.

سختی گیر موتورخانه

سختی گیر می تواند بر اساس ظرفیت بین 40 سانتی متر تا 2 متر قطر داشته باشد. همچنین سختی گیر از جنس آهن کربن استیل و سختی گیر FRP در بازار محبوبیت بیشتری دارد. اساس کار سختی گیر رزینی ، عملیات تبادل یون است که در ادامه در رابطه با تمامی موارد موجود در خصوص سختی گیر موتورخانه صحبت خواهد شد.

سختی آب چیست

سختی آب (Hardness)  به خاطر حضور کاتیون های دو ظرفیتی و یا بیشتر، در آب ایجاد می شود. از مهم ترین فلزات دو ظرفیتی موجود در آب می توان کلسیم و منیزیم را نام برد. آهن، منگنز و آلومینیوم در آب های سطحی در غلطت های بسیار کم موجود می باشد. آب های زیر زمینی به علت تماس بیشتر با منابع کربناتی از نظر سختی آب غلظت بیشتری در مقایسه با آب های سطحی دارا می باشند. سختی در آب چیست به زبان ساده یعنی وجود مواد معدنی بیشتر به خصوص کلسیم و منیزیم. هرچه میزان این یون ها در آب ها بیشتر باشد آب نیز سخت تر خواهد بود.

مزایای سختی گیر رزینی

یک برنامه تصفیه آب، جنبه های اقتصادی سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد و از طرفی عملیات پیوسته و رضایت بخش تر سیستم را نیز تضمین می نماید. برخی از این مزایا عبارت است از:

• کاهش هزینه های تعمیراتی
• کاهش توان مصرفی سیستم
• افزایش راندمان تجهیزات
• کاهش افت فشار سیستم
• افزایش راندمان سطح انتقال حرارت
• کاهش هزینه اولیه سیستم (به دلیل در نظر گرفتن رسوب زایی)

انواع سختی آب

به طور کلی دو نوع سختی در آب وجود دارد

1. سختی موقت آب
2. سختی دایم آب

• سختی موقت آب : سختی آب به صورت موقت مربوط به وجود کربنات و بی کربنات های کلسیم و منیزیم است و از آنجایی که در مجاورت حرارت ایجاد رسوب می کند و از آب خارج می شود به آن سختی موقت می گویند. مشابه این سختی را در رسوبات چسبیده به جداره سماور می توان مشاهده کرد. 
• سختی دایم آب : سختی آب به صورت دایم مربوط به سولفات ها، کلرور ها و نیترات های کاتیون های دو ظرفیتی و بالاتر است. از آنجایی که با حرارت دادن این نوع سختی از آب خارج می شود به آن سختی دایم می گویند. برای خارج کردن سختی دائم از آب در صنعت از دیونایزر ها و دستگاه های آب شیرین کن صنعتی (RO) بهره می برند.

گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع قیمت سختی گیر پکیج رزینی است. برای استعلام ، مشاوره و خرید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

حذف سختی آب

سختی کل به مجموع سختی های موقت و دایم آب اطلاق می گردد. واحد سختی ppm یا mg/L CaCO3 است. برای کاهش و یا حتی از بین بردن سختی آب ، از دستگاه سختی گیر استفاده می شود. با استفاده از این تجهیز می توان تمامی سختی آب را کاهش داد، یعنی به بیان دیگر سختی گیر توانایی این را دارد که هم سختی موقت و هم سختی دائم آب را کاهش دهد

درجه سختی آب پارامتری برای مشخص ساختن میزان سختی آب است که به صورت معمول معادل یک میلی گرم کربنات کلسیم در آب است. اما ممکن است در برخی کشور ها میزان سختی آب متفاوت باشد برای نمونه:

• در فرانسه هر 10 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب معادل یک درجه سختی آب است
• در انگلستان هر 14.3 میلی گرم کربنات کلسیم در هر لیتر آب معادل یک درجه سختی آب است

سختیگیر

هدف اصلی از سختی گیری آب سخت جلوگیری از رسوب و تجمع مواد معدنی آب سخت در تجهیزات و لوله کشی است. کاهش یا از بین بردن رسوب آب سخت می تواند با استفاده از تجهیزات تصفیه آب فیزیکی یا در شرایط محدود با استفاده از مواد افزودنی شیمیایی انجام شود.

کاربرد سختی گیر 

کاربرد عمده دستگاه سختی گیر رزینی

کاربرد سختی گیر آب موتور خانه معمولا برای مصارف صنعتی، شهری، و تجاری استفاده می شوند . از کاربردهای آن می توان آیتم های زیر را نام ببریم :

• آب آشامیدنی
• بویلر و راکتور و آب جبرانی
• برج خنک کننده با آب
• آب با درجه خلوص بالا
• خشک شویی ها و رستوران های بزرگ
• حفاظت از عناصر انتقال حرارت و نازل اسپری
• استفاده در اسمز معکوس و یا سیستم دیونیزه سازی آب
• سیستم های تصفیه فاضلاب
• بازسازی آب های نا مناسب

آسیب های ناشی از آب سختی گیری نشده

• سنگ کلیه
• ایجاد لکه روی لباس ها در هنگام شستشو
• رسوب روی لوله ها و تاسیسات

پارامتر های اندازه گیری سختی آب در سختی گیر

TH (Total Hardness): سختی کل آب را می گویند و واحد آن  PPM یا میلی گرم بر لیتر کربنات کلسیم است. این پارامتر که مهمترین پارامتر در محاسبات ظرفیت سختی گیر محسوب می شود بیانگر میزان غلظت یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب می باشد که عامل اصلی رسوب گذاری در تجهیزات می باشد. واحد اندازه گیری این آیتم ppm می باشد. سختی کل از مجموع غلظت های کلسیم و منیزیم بر حسب CaCO3  تشکیل شده است.

با توجه به توضیحات داده شده برای رفع مشکل سختی آب راه های بسیاری پیشنهاد شده است که از پر کاربرد ترین آن ها می توان روش های تبادل یونی و یا استفاده از سختی گیر رزینی اشاره نمود.  تبادل یونی به منظور  تعویض یون های سخت کننده آب (کلسیم و منیزیم) با یون های بی ضرر (یون یک ظرفیتی سدیم) انجام می شود. مبادله کننده های یونی خاصیت انتخاب پذیری یون ها را دارند. به عبارت دیگر تعویض پاره از یون ها را به یون های دیگر ترجیح می دهد. از مهم ترین مبادله کننده های یونی می توان رزین کاتیونی را نام برد.

رزین کاتیونی از دو بخش تشکیل شده است

1. بخشی از رزین که جامد است و در آب حل نمی شود
2. بخشی از زرین کاتیونی که بصورت یون آمادگی جابه جایی در محلول را دارد

رزین های سختی گیر به وسیله جابه جایی یون ها با  یون های که ایجاد سختی نمی کنند (سدیم، هیدروژن و هیدروکسید بسته به نوع رزین ) آب را نرم می کنند.  

طرز کار سختی گیر رزینی

در مورد دستگاه سختی گیر های رزینی، نحوه عملکردشان اینگونه می باشد که با جایگزین کردن یون های سخت منفی در آب سخت با اتم سدیم مثبت که در رزین موجود در تجهیز می باشد، می توان تعریف نمود. نکته مهم اینکه باید به طور متناوب رزین احیاء شود تا از رسوب مواد معدنی سخت در آن جلوگیری به عمل آورد.

گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید محصولات و مواد شیمیایی با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

با خارج شدن سختی گیر از سیکل و عبور نمک محلول در آب این فرایند صورت می گیرد و در این بازه زمانی که عموما در طول شب صورت می پذیرد، آب موجود در سیکل بدون سختی گیری وارد سیستم می شود تا به روند شست و شو خاتمه داده شود. استفاده از دو مخزن تحت عنوان سختی گیر دوبلکس روش جلوگیری از خروج از سیستم می شود.

رزین سختی گیر

اصلی ترین بخش سختی گیر رزینی ، رزین تبادل یونی است که درون مخزن ریخته می گردد که وظیفه حذف کلسیم منیزیم موجود در آب را دارد. رزین  مورد استفاده در سختی گیر رزینی از نوع کاتیونی در سیکل سدیم است. از مهم ترین رزین های سختی گیر که در ایران موجود است می توان به رزین پرولایت C100 ، رزین پرولایت C100E اشاره نمود.

انواع رزین سختی گیر

رزین تبادل یونی جهت سختی گیری به سه قسمت تقسیم می شود

• رزین کاتیونی
• رزین آنیونی
• رزین میکس بد

رزین کاتیونی

رزین کاتیونی همانطور که نامش گویاست کاتیون ها را حذف می کند. رزین کاتیونی معمولا پر استفاده تر از رزین آنیونی می باشد.

رزین کاتیونی به سه دسته تقسیم می شود

• رزین کاتیونی قوی
• رزین کاتیونی ضعیف

رزین کاتیونی قوی

رزین کاتیونی قوی می تواند تمام کاتیون ها را از آب حذف کند به همین دلیل به آن قوی می گویند. از انواع این رزین برای سختی گیری و تولید آب دیون استفاده می کنند. رزین سختی گیر از نوع رزین کاتیونی قوی است که می تواند یون های کلسیم و منیزیم آب را به صورت تبادل با یون سدیم حذف نماید. رزین کاتیونی قوی مورد استفاده در دیونایزر ها نیز کاتیون های آب را با یون هیدروژن تبادل می کنند.

از انواع رزین کاتیونی قوی می توان رزین مورد استفاده در دیونایزر ها و سختی گیر های رزینی را نام برد. از برند های معروف رزین در ایران می توان به پرولایت، پترولایت، امبرلایت و هیدرولایت را نام برد.

گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت، مشاوره و خرید محصولات و مواد شیمیایی با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

رزین کاتیونی ضعیف

رزین کاتیونی ضعیف دارای ظرفیت بالاتری نسبت به رزین کاتیونی قوی است. رزین کاتیونی ضعیف دارای بازده احیای بالاتری نیز می باشد. رزین کاتیونی ضعیف دارای کاربرد محدود تری نسبت به کاتیونی قوی می باشد اما به دلیل بازده احیا و ظرفیت بالاتر دارای قیمت بیشتری است.

قیمت سختی گیر رزینی

• هزینه سرمایه گذاری و راهبری سختی گیر رزینی نسبت به سایر روش های موجود کمتر است
• تاسیسات ساده و بهره برداری آسان در استفاده از آن
• کارکرد دستگاه به صورت اتوماتیک و دستی
• قابلیت راه اندازی سختی گیر در اندازه بزرگ و کوچک
• قابلیت احیای رزین دستگاه هربار بعد از اشباع شدن

سختی گیر رزینی اتوماتیک

• قرارگیری سختی گیر تمام اتوماتیک بعد از فیلتر شنی
• قرارگیری سختی گیر بعد از فیلتر کربن (البته در صورتی که سیستم فیلتر کربن در سیستم باشد) 
• قرارگیری قبل از بویلر (در واقع سختیگیر قبل از دیریتور قرار می گیرد) 

دستگاه سختی گیر

ابعاد سختی گیر رزینی

سختی گیر به صورت ستون های فلزی و یا کامپوزیتی (FRP) طراحی می شوند که داخل آنها از رزین های سدیمی (رزین های که یون های عامل سختی را با یون سدیم که ایجاد سختی نمی کند جا بجا می کنند) پر می شود آب از بالای استوانه وارد ستون شده و با عبور از بستر رزین موجود در تجهیز ، سختی خود (کلسیم و منیزیم ) را از دست می دهد. بعد از لایه رزین یک لایه سنگ سیلیس قرار می گیرد.

گروه صنعتی آریاب تولید کننده انواع تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب و مواد شیمیایی می باشد. برای استعلام قیمت سختی گیر رزینی ، مشاوره و خرید محصولات و مواد شیمیایی با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.

این لایه از سیلیس موجود در مخزن بخشی از ذرات معلق آب را حذف کرده و لایه رزین را نیز نگهداری می کند. پس از لایه سنگ سیلیس صفحه نازل ها در سختی گیر قرار گرفته که آب نرم شده را جمع آوری می کند. در انتها آب نرم شده از ستون سختی گیر خارج می شود.

آب خروجی همواره با کیت های تست سختی چک می شود و هنگامی که سختی آب خروجی از حد مطلوب بالاتر رود باید عملیات شستشو و احیا رزین کاتیونی سختی گیر انجام شود.

احیای رزین در سختی گیر برای استفاده مجدد در چهار مرحله انجام می شود

• شستشوی معکوس : در زمان سختی گیری آب از جهت بالا وارد ستون شده و به پایین بستر حرکت می کند و دانه های رزین در اثر مواد معلق آب چسبنده و متراکم می گردد. شستشوی معکوس سختی گیر (از پایین به بالا) علاوه بر خارج ساختن ذرات معلق گرفتار شده در بستر، حجم بستر را نیز بسط داده تا از تراکم کاسته شود و در نتیجه در زمان سرویس دهی ستون آب بهتر و مناسب تر رو بستر توزیع شود. عملیات بک واش آب معمولا طی ده دقیقه انجام می شود.
• تزریق آب نمک سختی گیر: پس از شستشوی معکوس، آب نمک به آهستگی از بستر عبور داده می شود تا عمل احیای رزین کاتیونی صورت پذیرد. احیا به معنی جایگزینی یون سدیم به جای کسیم و منیزیم روی سطح رزین است. زمان احیا بستگی به حجم رزین، غلظت آب نمک و میزان نمک مصرفی و اصولا شرایط در نظر گرفته شده برای احیا رزین دارد. آب نمک معمولا در یک مخزن پلاستیکی کنار دستگاه نگه داری می شود و توسط شیر سولو ولو برای احیای رزین کاتیونی به داخل ستون مکیده می شود. حجم مخزن نمک بستگی به به مدل آن دارد که در جدول راهنما آورده شده است و مقدار نمک نیز بسته به ظرفیت مخزن دارد ، معمولا به ازا هر کیلو گرین از ظرفیت سختی گیر 15 g نمک به مخزن آب نمک اضافه می شود.
• شستشو با آب تمیز : پس از عبور آهسته آب نمک، آب به آهستگی از بستر سختی گیر عبور داده می شود. سپس شدت جریان آب را زیاد نموده تا آب ذرات نمک و آب نمک باقی مانده در بستر را خارج سازد.
• بهره برداری یا سرویس : پس از احیای رزین کاتیونی، دستگاه مجددا آماده سرویس دهی است و آب برای سختی گیری از آن عبور داده می شود.

به این ترتیب سختی گیر بسیار شبیه فیلتر شنی تحت فشار است و از نظر شکل ظاهری تفاوت چندانی ندارد. می توان سختی گیر تمام اتوماتیک، که شستشوی با آب و احیا با آب نمک در ساعات معین و در اثر تغییرات معینی (مانند افزایش سختی خروجی) انجام گیرد، به کار گرفت.

مشکلات ناشی از عدم استفاده از سختی گیر

• عدم استفاده از تجهیز موجب کاهش قدرت شویندگی انواع مواد صابونی می شود 
• استفاده نکردن از سختی گیری آب از لحاظ پزشکی برای بیماران قلبی بسیار مضر می باشد
• ایجاد رسوب در دستگاه های حرارتی (مانند بویلر، مبدل و کولینگ تاور) خانگی و صنعتی درصورت عدم استفاده طولانی مدت از دستگاه سختی گیر
• عدم بکارگیری سختی گیر باعث رسوب گرفتگی دستگاه های حرارتی شده و همین امر موجب کاهش بازده این دستگاه ها می شود
• افت کیفیت رنگ در صنایع نساجی و رنگرزی با استفاده نکردن از آن در کارخانه های نساجی و رنگرزی

دیدگاه‌ها