سختی گیر آب یکی از موارد مورد نیاز برای کسانی است که از انواع دیگ بخار و دیگ آبگرم استفاده می کنند. با توجه به تعریف سختی گیر که در ادامه به آن پرداختیم، شما می توانید اطلاعات مورد نیاز خود را با مطالعه این مقاله افزایش دهید.
سختی گیر منبعی است که درون آن سیلیس و رزین های تبادل یونی قرار دارد و عمل سخت گیری آب که بیشتر به یون های کلسیم و منیزیم مربوط است را انجام می دهد. سختی آب بیشتر به یون های کلسیم و منیزیوم مربوط می شود که با سختی گیر رزینی می توان به روش تبادل یونی به وسیله رزین کاتیونی سختی آب را حذف کرد. لوله کشی سخت گیر شامل مسیر ورودی، مسیر خروجی، مسیر آب نمک، مسیر تخلیه شست و شو و مسیر احیا و بک واش می باشد. در این مقاله درباره ی انواع سختی گیر و معایب و مزایا آن جمع آوری شده است.
سختی گیر دیگ بخار چیست؟
سختی گیر دستگاهی است که میزان سختی آب را گرفته و رسوب آب و سختی آب را کاهش می دهد و به قصد ورود به دیگ بخار استفاده می شود. همه ی انواع آب ها دارای میزانی سختی می باشند؛ به دلیل آن که آب در داخل بویلر بخار می جوشد و تبدیل به رسوب می گردد. در صورتی که داخل بویلر بخار دارای رسوب باشد هم طول عمر لوله های داخل دیگ بخار کاهش می یابد و هم با نشستن رسوب بر روی لوله ها و کوره دیگ بخار باعث کاهش راندمان دیگ بخار می شود. رسوبات چسبیده شده به لوله و کوره دیگ بخار مانع از انتقال راحت انرژی گرمایی حاصل از سوختن سوخت به آب در دیگ بخار می شود.
سختی آب چیست؟
واژه ی سختی آب و یا آب سخت زمانی به کار برده می شود که در آب یون های کلسیم و منیزیم وجود داشته باشد. البته لازم به ذکر است عوامل دیگری نیز به همراه کلسیم و منیزیم در آب وجود دارند، اما به علت غلظت پایین آن ها می توان از آن ها صرف نظر کرد. با این حال در منابع مختلف علمی سختی آب را مستقیماً با وجود یون های منیزیم و کلسیم مرتبط دانسته اند. هنگامی که غلظت این یون ها در آب بالا می رود؛ آب دارای سختی بیشتری می شود که این سختی بالای آب می تواند دارای تبعاتی در صنعت یا استفاده خانگی باشد. برای مثال در استفاده از آب سخت مشاهده می شود که شوینده های صابونی به خوبی در آب سخت حل نمی شوند.
انواع سختی آب:
سختی آب که حاصل از وجود یون های منیزیم و کلسیم در آب است، به دو نوع زیر تقسیم می شود:
- اول، سختی دائم یا غیر کربنات: این حالت از سختی را نمی توان از طریق حرارت از بین برد.
- دوم، سختی موقت یا سختی کربنات: این نوع از سختی آب را می توان با حرارت از بین برد. نمونه بارز این سختی وجود لایه های سفید و مدتی در ظروفی مانند سماور و کتری ها می باشد.
همانطور که گفته شد و سختی آب به دو قسمت دائم و موقت تقسیم می شوند که در آن سختی موقت را می توان با جوشاندن آب حذف کرده و سختی دائم فقط با مصرف مواد شیمیایی ممکن است کم و یا حذف گردند. امروز سختی را به دو قسمت کربناتی و غیر کربناتی تقسیم می کنند. سختی کربناتی از کربنات ها و بی کربنات های کلسیم و منیزیم و سختی غیر کربناتی شامل کلرور و سولفات این دو فلز است.
انواع سختی گیر:
تا به امروز روش های گوناگونی برای حذف سختی آب ارائه شده که می توان به روش های مانند اسمز معکوس، سختی زدایی با سختی گیر مغناطیسی، تبادل یونی، روش های حرارتی و غیره اشاره کرد. عمل سختی گیری آب توسط روش ها و دستگاه های مختلفی انجام می شود که هر یک دارای مکانیزم و اجزای تشکیل دهنده خاص خود می باشند.
انواع مختلف سخت گیر به شرح زیر است:
- اول، سختی گیر الکترونیکی.
- دوم، سختی گیر مغناطیسی.
- سوم، سختی گیر اسمز معکوس.
- چهارم، سختی گیر فیلتر کربن.
- پنجم، سختی گیر رزینی.
سختی گیر الکترونیکی:
سختی گیر الکترونیکی مانع از به وجود آمدن رسوب در دستگاه و تجهیزات می شود. این مدل با جلوگیری و دفع رسوبات از قبل شکل گرفته است. بر روی دیواره لوله ها مانع از آسیب رساندن آن به دستگاه و تجهیزات می شود. این دستگاه با افزایش انتقال حرارت به مبدل ها باعث جلوگیری از هدر رفت انرژی شده است. اگر خوردگی لوله آب کم شود نتیجه آن طول عمر لوله ها و تجهیزات بالا رفته که این یکی دیگر از کارهای دستگاه سختی گیر الکترونیکی است. با بالا رفتن حلال بودن آب که تحت تاثیر رسوب زدایی الکترونیکی انجام شده، مواد شوینده مانند شامپو و صابون به خوبی کف می کنند. با به کار گیری از سخت گیری الکترونیکی احتیاج ما به دستگاه های شیمیایی، تبادل یونی و اسید شویی از بین خواهد رفت.
سختی گیر الکترونیکی باعث تغییرات فیزیکی در آب نمی شود. علاوه بر سازگاری با محیط زیست بر خلاف مدل های شیمیایی و تبادل یونی که باعث افت کیفیت آب می شود، مرغوبیت آب را همچنان خوب و مطلوب حفظ می کند. نصب سخت گیر الکترونیکی خیلی ساده است و بدون نیاز به برش لوله می باشد. این نوع از دستگاه با برق شهر کار کرده و در موقع نوسان یا قطع برق سیستم اتوماتیک شروع به کار کرده و به برق اضطراری وصل می شود.
سختی گیر آب مغناطیسی:
سختی گیر مغناطیسی نوعی از دستگاه است که اساس کارش خنثی کردن کلسیم از زمانی که آب از حوزه مغناطیسی دستگاه عبور می‌کند. در اثر جریان القایی ناشی از میدان مغناطیسی شکل کلسیم کربنات به کلسیت آرگونیت تغییر پیدا می کند و این گونه کلسیم آب خنثی می شود و دیگر رسوب نخواهد بست. بعد از آن در یک سیکل بسته به هنگام مرحله drain از مدار خارج می شود.
مزایای سختی گیر آب مغناطیسی:
- اول، این دستگاه باعث کاهش رسوبات در تجهیزات و افزایش راندمان آن ها می شود.
- دوم، نصب دستگاه های های مغناطیسی بسیار ساده و آسان است.
- سوم، انجام عمل سختی گیری باعث افزایش میزان حلال بودن آب شده که همین مورد باعث افزایش میزان کف کردن صابون و مایع می شود.
- چهارم، با استفاده از دستگاه مغناطیسی میزان رسوبات در لوله ها کاهش پیدا کرده و با کاهش یافتن میزان خوردگی باعث افزایش طول عمر تجهیزات و لوله ها می شود.
معایب استفاده از سختی گیر مغناطیسی:
- اول، عملکرد سختی گیر های مغناطیسی مقطعی است.
- دوم، سختی گیر مغناطیسی در آب ساکن بی اثر است.
- سوم، برای پوشش کل مدار لوله کشی به بیش از یک دستگاه سختی گیر نیاز است.
- چهارم، سختی گیر مغناطیسی باعث خوردگی شدید در تجهیزات می شود.
- پنجم، عملکرد دستگاه به فشار آب شما بستگی دارد.
- ششم، سختی گیر های مغناطیسی مکملی برای سخت گیر های رزینی هستند.
دستگاه سختی گیر اسمز معکوس
استفاده از سیستم اسمز معکوس در تامین آب شیرین کاربرد فراوانی داشته و در کشور های مختلف از آن برای تامین آب شرب استفاده می شود. کاربرد های این سیستم در کشورمان بسیار وسیع بوده و در صنایع غذایی، نوشابه سازی، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس به شرح زیر است:
- اول، صنعتی.
- دوم، نیمه صنعتی.
- سوم، خانگی.
سختی گیر فیلتر کربن:
فیلتر کربنی یا همون فیلتر شنی دستگاهی است که با فیلتراسیون فیزیکی آب باعث حذف ذرات معلق موجود در آن نظیر رنگ، مواد آلی، پلانکتون، باکتری ها و ذرات حاصل از خوردگی می شود. در این دستگاه آب حاوی ذرات معلق را از بستری از ذرات سیلیس عبور می دهند. فیلتر کربنی برای تصفیه آب های سطحی دریا، استخر ها، چاه و غیره استفاده می شود. در استخر ها پس از مدتی چربی و ذرات اضافی از بدن انسان و ذرات اضافی از محیط وارد آب استخر می شود. فیلتر شنی می تواند با تصفیه کردن این آب به صورت فیزیکی و عبور دادن آب از روی سیلیس در چندین مرحله و حذف ذرات ناخالص بر روی سطح سیلیس آب ورودی به استخر ها را تصفیه کند.
کاربرد های مهم فیلتر کربنی:
کاربرد های فیلتر شنی و فیلتر کربنی به شرح زیر می باشد:
- اول، تصفیه آب برج خنک کن از مواد معلق نفوذی از هوا به آب مانند گرد و خاک.
- دوم، تصفیه نهایی فاضلاب های صنعتی و انسانی.
- سوم، تصفیه آب استخر برای جلوگیری از کدر شدن آب و زلال سازی آن.
- چهارم، پیش تصفیه آب رودخانه ها و چاه ها جهت تهیه آب شرب بهداشتی و صنعتی.
سختی گیر رزینی یا مکانیکی:
رایج ترین نوع سختی گیر در بازار رزینی می باشد که برای کاهش میزان سختی آب استفاده می شوند. این دستگاه اصولاً به عنوان نرم کننده عمل نمی کند. یعنی مواد معدنی سخت را از آب پاک نمی کند، بلکه از چسبیدن یا ته نشین شدن مواد سخت بر روی سطوح جلوگیری می کند. برای آن که بتوانیم آب سخت را نرم کنیم، تنها با استفاده از پاک کردن مواد معدنی کلسیم و منیزیم می توان کار را انجام داد. اگر رسوبات بر روی سطوح خارجی لوله های درون دیگ بخار که به آب در تماس هستند چسبیده شوند، این کار باعث کاهش راندمان دیگ بخار می گردد؛ چون به عنوان یک مانع بین لوله و سطح آب و عمل می کند.
رزین های تبادل یونی به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
- اول، رزین های کاتیونی.
- دوم، رزین های آنیونی.
- سوم، رزین های میکس بد.
طرز کار سختی گیر رزینی:
این نوع دستگاه با استفاده از جایگزین کردن یون های سخت منفی در آب سخت با اتم سدیم مثبت که در درون رزین وجود دارد عمل می کند. بعد از تصفیه کردن میزان قابل توجهی آب توسط رزین های داخل سخت گیر به صورت متناوب باید احیا شوند تا از رسوب مواد معدنی در آن ها جلوگیری گردد. معمولاً عمل احیا در بازه هایی که بویلر بخار نیاز نیست و در طول شب صورت می پذیرد و سپس آب موجود در مخزن بدون سختی گیری وارد سیستم شده تا روند شست و شو پایان یابد. یکی از راه ها برای این که از خروج سخت گیر سیستم جلوگیری شود، استفاده از دو مخزن است که اصطلاحاً به سختی گیر دوبلکس معروف است، استفاده می شود.
کاربرد های سختی گیر رزینی:
سختی گیر رزینی در مصارف تجاری، صنعتی و شهری استفاده می گردد که تعدادی از کاربرد های آن به شرح زیر است:
- اول، تصفیه فاضلاب.
- دوم، بازسازی آب رزینی.
- سوم، آب با درجه خلوص بالا.
- چهارم، خشکشویی ها و رستوران های بزرگ.
- پنجم، دیگ های بخار و راکتور.
- ششم، آب آشامیدنی.
- هفتم، حذف سختی آب چاه و حذف سختی آب های سطحی و آب شور.
- هشتم، نرم کردن آب مصرفی صنایع رنگ سازی و رنگرزی.
مزایا دستگاه سختی گیر آب رزینی:
این نوع دستگاه دارای مزایایی است که تعدادی از آن ها به شرح زیر است:
- اول، سختی گیر باعث می شود که پوست و موی بعضی از افراد بهتر شود.
- دوم، استفاده از سختی گیر باعث صرفه جویی در هزینه و انرژی می شود.
- سوم، سختی گیر باعث می شود که آب نرم شود و عمر مفید لوله ها و لوازم خانگی را طولانی می کند.
- چهارم، آب نرم شده توسط سختی گیر باعث می شود که مواد شوینده و صابون ها به صورت موثرتری عمل کنند.
معایب دستگاه سختی گیر آب رزینی:
این دستگاه ها دارای معایبی هستند که به شرح زیر می باشد:
- اول، آب نرم شده توسط سختی گیر حاوی مقداری کمی سدیم است که باعث ایجاد مشکل در سیستم گوارشی می شود.
- دوم، سختی گیر های رزینی به صورت مرتب نیاز به سرویس داشته و باید احیا شوند و در صورتی که از آن غافل شوید به صورت موثر کار نمی کند و آب را نرم می کند.
- سوم، سختی گیر کلسیم و منیزیم آب را خارج کرده و به همین دلیل برای بعضی از افرادی که نیاز به مکمل های غذایی دارند مضر است.
مدل شیمیایی ته نشین کننده:
این مدل برای شست و شوی لباس کاربرد دارد. با عوامل سختی آب ترکیب شده و آن را نرم می کنند و باعث می شوند که کلسیم و منیزیم رسوب کرده و در شست و شو دخالتی نخواهند داشت. از معایب آن، این است که آب را قلیایی کرده و ممکن است به برخی پارچه ها آسیب برساند.
مدل شیمیایی غیر ته نشین کننده:
این مدل هم برای شست و شوی لباس ها بسیار مناسب بوده و برخلاف ته نشین کننده رسوبی تشکیل نمی شود. مکانیزم آن واکنش فسفات با کلسیم و منیزیم می باشد. از معایب آن قیمت بالا و همچنین عدم سازگاری با محیط زیست است.