سختی گیر

آب های مورد مصرف در صنایع، منابع کشاورزی و حتی آب های شهری دارای مقادیر قابل توجه املاح همچون کلسیم، منیزیم، پتاسیم، سدیم و … می باشند که این عوامل پارامتری بنام سختی آب را تشکیل می دهند. کاتیون های فوق اگرچه بخودی خود املاح مفیدی هستند و گاها برای بدن انسان ضروری، اما تجمیع آنها در کنار هم سبب ایجاد بلاک های کربناتی که از آن به سختی کل آب یاد می شود می گردند و در اینجا سبب بروز خسارات ناخواسته به سیستم های تاسیساتی ما خواهند شد.

از این رو جهت حل و فصل این موضوع و حذف پارامتر های مذکور از آب تغذیه سیستم ها باید به انواع سختی گیر رجوع کنیم.

ابتدا به بررسی تخصصی مسئله سختی و درجه آن و عوامل موثر بر آن می پردازیم.

سختی آب چیست و چگونه تشکیل می یابد؟

ابتدا باید درک درستی از سختی آب داشته باشیم. سختی آب ناشی از وجود املاح سنگین با بار یونی مثبت همچون کلسیم ، پتاسیم ، روی ، منیزیم  و … می باشد. آب های زیر زمینی و آب های جاری که منبع آب مورد مصرف در صنایع  و مصارف شهری و … ما می باشد حین عبور از مسیل ها، بستر رودخانه ها ، سفره های آب زیر زمینی و … طی برخورد با بستر های مختلف حاوی مقادیر مختلفی از نمک ها و املاح می شوند.

این املا ح عمدتا شامل کربنات ها و بی کربنات های کلسیو و منیزیم و … می باشند که در مجاورت هم سختی کربناتی و سختی بی کربناتی آب را تشکیل می دهند.

از مهم ترین ترکیبات تشکیل دهنده سختی آب به موارد زیر می توان اشاره نمود:

• CaCO3
• Ca(OH)۲
• Ca(HCO3)۲
• Ca(NO3)۲
• MgSO4
• MgCl2
• Mg(NO3)۲
• Mg(OH)۲
• Mg(HCO3)۲
• Mg(CO3)۲

انواع سختیِ آب

سختی آب به لحاظ تخصصی به سه دسته تقسیم بندی می شود.

• سختی کربانتی یا سختی موقت
• سختی بی کربناتی یا سختی دائم
• سختی کل آب

دقت کنید در بحث سختیگیر ها و مبانی طراحی ظرفیت سختی گیر ما با پارامتر سختی کل یا Total Hardness سر و کار داریم و این موضوع با پارامتر TDS اب تفاوت دارد و برای کاهش TDS از روش های اسمز معکوس برای تصفیه  و شیرین سازی آب استفاده می گردد.

حال که با مبانی سختی  آشنا شدیم ، به نحوه کار سختی گیرها می پردازیم.

عملکرد  و نحوه کار دستگاه سختی گیر

همانطور که گفته شد دستگاه تصفیه آب سختی گیر رزینی بر مبنای سیستم تبادل یونی کار می کند . بدین معنی که این دستگاه دارای یک مخزن فلزی یا فایبرگلاس استوانه ای شکل می باشد که از انواع مخازن تحت فشار تلقی می شوند. زیرا اساس کار سیستم، وجود فشار در داخل مخزن مورد بحث می باشد.

اما مهترین فرآیند انجام شده در کل سیستم مربوط به رزین سختی گیر می باشد یعنی نقش اصلی در این سیستم تصفیه را رزین انجام می دهد.

در مورد رزین در قسمت رزین سختی گیر به طور مفصل صحبت خواهیم کرد.

اما در اینجا به طور خلاصه عملکرد رزین در سختی گیر رزینی را تشریح می کنیم.

رزین در این سیستم ها نقش همان ممبران در سیستم آب شیرین کن و الیاف در سیستم های جامبو را ایفا می کند. منتها این رزین ها در داخل دستگاه سختی گیر وظیفه شناسایی یون های کاتیون موجود در آب مثل کلسیم، منیزیم، پتاسیم و… و جابجایی این کاتیون ها با  سایر املاح موجود در آب  را دارند. برای شفاف تر شدن موضوع می توان گفت یون کلسیم موجود در آب با یون سدیم موجود در رزین تعویض می شود . یا مثلا  سدیم را به پتاسیوم تعویض می نماسد.

بنابر این سیستم سختی گیرِ ما که بر مبنای تبادل یونی فعالیت می کند توانست یون های سنگین موجود در آب را با یون های سبک رزین مان تعوض کند و سبب گردد که آب خروجی دارای املاح سنگین مذکور نباشد و ما با ورود یک آب سخت به سیستم ، یک خروجی آب نرم تحویل بگیریم و این یعنی فرآیند سختی گیر رزینی. 

تنها نکته باقی مانده از این مطلب درجه سختی آب، واحد سنجش آن و تقسیم بندی آب ها بر اسساس میزان سختی می باشد که به آن می پردازیم.

سختی آب  توسط پارامتری به نام ” سختی کل آب یا Total Hardness  ” سنجیده می شود. در برگه های آزمایش آب این پارامتر معمولا با عنوان TH مشخص می شود که شما باید بدنبال آن در برگه آز مایش بگردید.

واحد سنجش میزان سختی در آب همانند بسیاری از جامدات محلول در آب  با عبارت P.P.m  مشخص می شود که معنای آن یک قست در یک میلیون است.