سختیگیری آب:

مقدار کلسیم و منیزم محلول در آب سختی نامیده میشود.آغاز مشکلات از زمانی شروع میشود که مقدار این املاح در آب زیاد شود و در این صورت نیاز به استفاده از سختی گیر آب زیاد میشود.حتما معنای واقعی سختی آب را زمانیکه دستهای خود را با مواد شوینده شسته ، درک کرده اید. بسته به میزان سختی آب منطقه ای که در آن هستید، پس از استفاده از صابون، ممکن است احساس کنید یک لایه نازک  ( لیز شدن )روی دستتان تشکیل شده است. در واقع به هنگام استفاده از این نوع آب، صابون یا مواد شوینده بیشتری جهت شستشوی دست، مو و سایر وسایل خواهیم داشت.

مشکلات سختی آب

حتما بعد از شستشوی ظروف و خشک شدن آنها با آب داری سختی زیاد لکه های سفید رنگ را مشاهده کرده اید. این لکه ها باقی مانده ی کلسیم و منیزیم موجود در آب است و ممکن است فقط ظاهر ناخوشایندی داشته باشند. اما در صنایع مختلفی که از آب دارای سختی زیاد استفاده میشود بحث جدی تر شده و مشکلات اساسی تری را برای دستگاهها و تجهیزات به وجود می آورد.زمانیکه آب دارای سختی زیاد در تجهیزاتی مثل دیگهای بخار استفاده میشود، یا به عبارتی دیگر حرارت داده میشود رسوب کربنات کلسیم ایجاد شده و باعث کاهش عمر تجهیزات و افزایش هزینه های اصلی و جانبی می گردد.

استفاده از سختی گیر آب

در این صورت استفاده از سختی گیر آب جهت زدودن این نوع املاح بسیار حائز اهمیت میشود.این اتفاق حتی در وسایل خانگی مانند قهوه ساز یا بخار پز نیز رخ می دهد و برخی مردم با استفاده از سرکه ( اسید استیک ) این نوع دستگاه ها را رسوب زدایی می کنند. اسیدیته سرکه به حل شدن این ذرات معدنی به وسیله باردار کردن آنها کمک میکند.این ذرات تازه باردار شده جذب بارهای مثبت و منفی در آب می شودند و به راحتی از روی سطوح داخلی دستگاه ها زدوده می شوند.

مصرف آب سخت در صورتی که میزان سختی آب بیش از میزان استاندارد باشد باعث بروز مشکلات و بیماری های متعددی در انسان می شود از جمله :  بیماری های قلبی و عروقی، اسهال ، کم خونی، کاهش گلبولهای سفید خون، کاهش قوای جسمی، امراض کلیوی و مثانه و بیمارهای پوستی .

اما آب سخت میتواند مزایایی نیز داشته باشد.انسان ها برای سالم ماندن به مواد معدنی احتیاج دارند و طبق اعلام سازمان بهداشت جهانی ( WHO) (استاندارد سختی آب اشامیدنی مطابق با استاندارد بین المللی WHO به میزان حدود ۲۵۰ میلی گرم برلیتر برحسب CACO3 مشخص شده است که با دستگاه سختی گیر میتوان به آن دست پیداکرد) نوشیدن آب میتواند میزان کلسیم و منیزیم مورد نیاز بدن را فراهم آورد.

میزان کربنات کلسیم	نوع آب
0-60 میلی گرم در لیتر	آب نرم
61-120 میلی گرم در لیتر	آب نسبتا سخت
121-180 میلی گرم در لیتر	آب سخت
180< میلی گرم در لیتر	آب بسیار سخت

رسوبات داخل لوله ها

همانطور که تصویر قسمت داخلی لوله آبرسانی نشان میدهد ، حرکت طولانی مدت آب سخت از طریق لوله میتواند منجر به تجمع رسوبات شود. درست مانند بدن انسان که در آن قطر داخلی عروق خونی بدلیل تجمع کلسترول کاهش مییابد ، لوله های آب نیز به تدریج بسته میشوند و در نتیجه حرکت آب در لوله کمتر و فشار آب کاهش مییابد.

در تبدیل سختی آب به رسوب و ایجاد انها در سیستمهای مختلف سه پارامتر نقش اصلی و اساسی را ایفا میکنند.

• دما
• قلیاییت
• فشار

افزایش دما یا به عبارتی جوشاندن آب سخت، باعث کاهش حلالیت فلزات قلیایی خاکی و ترکیبات آنها درآب میشود و بنابراین افزایش تشکیل رسوب را در پی خواهد داشت. از طرفی با کاهش میزان اسیدیته و افزایش قلیاییت و همچنین کاهش فشار آب ، حلالیت این نوع از ترکیبات در آب کمتر شده و افزایش رسوب گذاری را در پی خواهد داشت .

حذف سختی آب

روش هاي مختلفي براي حذف يا کاهش سختي وجود دارد که هر کدام داراي معايب و مزايايي مي باشد.

فرايند نانوفيلتراسيون ، روش تبادل یونی از جمله روش های مرسوم در حذف سختی آب است. مکانيسم جداسازي در نانو فيلتراسيون شامل اثر اندازه مولکول، اختلاف در نفوذپذيري و حلاليت اجزاي خوراک و برهم کنش الکتريکي بين سطح غشا و يونهاي موجود در خوراک مي باشد. بر اساس نتايج بدست آمده  از نمونه های آزمایشگاهی و صنعتی ، فرايند نانو فيلتر مي تواند به عنوان روشي موثر و مناسب براي حذف يون هاي مولد سختي (کلسيم و منيزيم) مورد استفاده قرار گيرد.

تبادل یون

در روش تبادل یونی از رزین‌های موازنه کننده یون که می‌توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان بر لیتر از یون مطلوب، با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند، استفاده می شود. این روش برای محلولهای با غلظت نسبتاً بالا امکان‌پذیر است ولی از نظر اقتصادی اگر T.D.S آب ورودی (آب خام) کمتر از 700 ppm باشد این فرایند مقرون به صرفه است.

 

رزین‌ها بر حسب گروه عامل تعویض متصل به پایه پلیمری رزین به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

رزین‌های کاتیونی قوی SAC (Strong acidis Cation)

رزین‌های کاتیونی ضعیف WAC (Weak acids Cation)

رزین‌های آنیونی قوی SBA (Strong basic anion)

رزین‌های آنیونی ضعیف  WBA (Weak basic anion)

رزین پرولایت

در سختیگیر های رزینی تولید شده در شرکت بهساز آب از رزین  های کاتیونی برند PROLITE ساخت کشور انگلستان استفاده می شود. در رزین های کاتیونی تبادل یون سدیم محلول در آب با یون های کلسیم و منیزیم صورت می گیرد.این تبادل یون تا اتمام یون های سدیم رزین ادامه خواهد داشت و بعد ازآن رزین می بایست با یک اسید معدنی مانند اسید کلریدریک و یا اسید سولفوریک احیا گردد.

رزین پرولایت جز رزین های پرفروش باکیفیت در کشور محسوب می شود و در صورت استفاده درست و شستشوی به موقع به مدت طولانی تری میتوان از آن استفاده نمود.همچنین از رزین های میکس بد (۶۰% رزین آنیونی و ۴۰% رزین کاتیونی) این برند جهت کاهش EC آب به زیر یک میکروزیمنس در سیستم های RO  تولیدی شرکت بهساز آب استفاده میشود.

روش سختی گیر رزینی

متداول ترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختی گیر رزینی میباشد . دستگاه سختی گیر رزینی مورد استفاده در تصفیه آب، بیشتر به صورت استوانه فلزی هستند به طوری که در داخل آن، ذرات رزین قرار میگیرد و داخل سطوح آن با رنگ اپوکسی پوشش داده میشود تا از خوردگی آن جلوگیری و باعث افزایش عمر دستگاه گردد .

برای نگهداری و جلوگیری از خروج رزینها در قسمت پایین دستگاه و در زیر رزینها از یک صفحه مشبک و یک بستر سیلیس استفاده میشود. عمق رزین معمولاً بین ۰.۵ تا ۳ متر انتخاب میگردد و بر حسب نوع رزین ۵۰ تا ۱۰۰ درصد از حجم رزین، فضای خالی برای انبساط رزین در نظر گرفته میشود.

میزان جریان را معمولاً در حدود ۰.۲ تا ۱ متر مکعب در دقیقه به ازای هر متر مکعب از حجم رزین در نظر می‌‌گیرند.  هر چند که حداکثر دبی جریان ورودی به واحدهای رزین تعویض یونی به علت افت فشار محدود میشود ولی حداقل دبی جریان به علت کانالیزه شدن (Channelize) نمیتواند خیلی کم باشد زیرا کانالیزه شدن باعث میشود که قسمتی از زرین بدون استفاده باشد. از این رو سرعت آب از بستر زرین باید حدود یک متر در ساعت باشد.

انواع بستر

بستر رزین میتواند ثابت(Fixed)  و یا شناور(Fluidized bed)  باشد. در نوع بستر ثابت حجم رزینهای داخل دستگاه انبساطی ندارد و آب ورودی از بالای دستگاه وارد شده و بیشترین تبادل یونی در قسمتهای بالای بستر رزین انجام میشود و در قسمتهای پایین بستر تصفیه نهایی انجام میشود که تعیین کننده درجه خلوص آب خروجی از تعویض کننده میباشد. با افزایش زمان سرویس، رزینهای بالای بستر اشباع شده و تبادل یونی در لایه‌های پایین ستون بستر انجام میشود که در نهایت زمانی فرا میرسد که بقیه ستون بستر برای تعویض یون کافی نمیباشد و در نتیجه در آب خروجی از تعویض کننده، یونهای ناخالص جذب نشده مشاهده خواهد شد که معرف پایان سرویس دستگاه میباشد. در این حالت، زمان احیاء نمودن رزینها فرا میرسد.

 دستگاههای سختی گیر رزینی بر اساس نوع عملکرد ( شیر ) به 3 دسته تقسیم می شوند:

•        روش شیر دستی

در کنترل دستی تمام مراحل شتشوی معکوس، احیاء و سرویس دستگاه از طریق شیرهای دستی توسط اپراتور انجام می‌‌شود.

•      روش نیمه اتوماتیک

درکنترل نیمه اتوماتیک، شیر نیمه اتوماتیک بصورتی طراحی گردیده است که تمام وظایف را بصورت بسیار ساده انجام میدهد. کاربر فقط با قرار دادن اهرم آن در یکی از پنج وضعیت معکوس، پرکن مخزن آب نمک ، مکش آب نمک(احیاء) ، شستشوی سریع(FAST RINSE)  و یا سرویس دهی (FILTER ، SERVICE) ، دستگاه را تنظیم مینماید.این نوع شیر های سختی گیر رزینی میتوانند به دو صورت سایدچنل و یا از بالا نصب شوند.حالت ساید چنل ( نصب سختی گیر از کنار به همراه انجام عملیات لوله کشی) ،حالت نصب  از  بالای مخزن ( نصب سختی گیر بدون عملیات لوله کشی خارجی انجام میپذیرد) .شیرهای سختی گیر نیمه اتوماتیک در دو جنس پلی اتیلن برای سختی گیر آب از جنس FRP  و سلوولو از جنس چدنی برای سختی گیر آب از جنس فلزی مورد استفاده قرار می گیرد.

•      روش اتوماتیک

در شیرهای دستگاه سختی گیر آب تمام اتوماتیک به ۲ طریق قابلیت اتوماتیک نمودن سیستم سختی گیر آب انجام میگردد.

– تنظیم از طریق میزان جریان

– تنظیم از طریق زمان

      مشخصات فنی دستگاه سختی گیر 

• بدنه از جنس استیل / فایبر گلاس (FRP ) / کربن استیل
•  رزین کاتیونی
•  قابل ارائه با سه شیر دستی، نیمه ‌‌اتوماتیک و تمام اتوماتیک
•  یک لایه سنگ سیلیسی دانه بندی شده
•  مخزن آب نمک از جنس پلی اتیلن
• لوله کشی از جنس گالوانیزه، PVC یا پلی اتیلن

  پارامترهای طراحی دستگاه سختی گیر 

• • سختی آب ورودی به سختی گیر برحسب PPM
  • مقدار گذر آب از دستگاه سختی گیر
  • ظرفیت مقدار رزین
  • آنیونی یا کاتیونی بودن رزین
  • زمان سیکل شست شو و احیا سیست

 نحوه محاسبه ظرفیت سختی گیر

C=Q*t*TH*15.73

C  : ظرفیت سختی گیر بر حسب گرین
Q   :دبی آب وارده به سختی گیر بر حسب مترمکعب در ساعت
t   :زمان بین ۲ احیا که بر اساس ساعت ( بین ۸ تا ۷۲ ساعت) انتخاب می گردد.
TH   :میزان سختی آب ورودی بر حسب میلی گرم بر لیتر

نکات مهم جهت استفاده از سختی گیر آب رزینی

• آب ورودی به سختی گیر آب نباید در آن باقی بماند زیرا می تواند عمر مفید رزین های کاتیونی را نصف نماید. علاوه بر این یخ زدن رزین کاتیونی در مخزن سختی گیر می تواند عمر مفید آن را کاهش دهد.
• درصورت باز نمودن درب کیسه های رزین باید درنظر داشت که حتمأ در مجاورت آب قرار بگیرند. وجود رطوبت برای نگه داری رزین های تبادل یون الزامی است.
• استفاده از سنگ نمک با خلوص بالا توصیه می شود. به تجربه دیده شده است که در صورت استفاده از نمک هایی با خلوص پایین، گل و لای موجود روی بستر رزین را میپوشاند و ظرفیت تبادل کاهش پیدا می شود.
• کنترل سختی آب خروجی از دستگاه بصورت روزانه یا دو روز یکبار توسط کیت های سختی سنج به تمامی اپراتور ها و تکنسین های نگه دار توصیه می شود.
• اطمینان از مکش نمک پس از نصب و راه اندازی دستگاه سختی گیر رزینی با شیر چند راهه اکیدأ توصیه نمی شود. به تجربه دیده شده است که پس از نصب و راه اندازی متأسفانه شیر مکش نمک تنظیم نگشته و عملأ احیا با نمک صورت نمی گیرد.
• درصورتی که آب ورودی به سختی گیر دارای املاح، گل و لای و یا ذرات معلق می باشد، حتما قبل از شروع عملیات سختی گیری، آب را بوسیله فیلتر کربن و یا فیلتر شنی عاری از اینگونه ذرات کنید.

مقدار سیلیس (kg)	مقدار نمک (kg)	ظرفیت مخزن آب ( لیتر)	جریان جهت شستشوی معکوس ( m3/h )	جریان آب ( m3/h )	مقدار رزین ( لیتر)	سایز لوله (اینچ)	ارتفاع	قطر	ظزفیت (گرین)	مدل
10	9	60	0.7	1.5	25	3.4	100	25	35.000	B-A-S-35
15	15	60	1.14	1.8	50	3.4	120	30	60.000	B-A-S-60
20	22	100	1.36	3	75	3.4	150	40	90.000	B-A-S-90
20	30	100	1.59	3.5	100	3.4	150	40	120.000	B-A-S-120
30	35	120	2.04	5	125	1	150	50	150.000	B-A-S-150
40	50	120	2.72	6.8	175	1	150	60	200.000	B-A-S-200
40	62	220	3	8	225	1	150	60	250.000	B-A-S-250
40	75	220	3.5	10	275	1/4 1	180	60	300.000	B-A-S-300
60	87	220	3.8	13	325	1/4 1	180	70	350.000	B-A-S-350
80	100	500	4.5	15	375	1/2 1	150	80	400.000	B-A-S-400
80	112	500	5	17	400	1/2 1	150	80	450.000	B-A-S-450
80	125	500	5.33	19	475	1/2 1	180	80	500.000	B-A-S-500
100	150	500	5.6	22	575	1/2 1	180	90	600.000	B-A-S-600
100	175	1000	6.5	25	650	2	200	90	700.000	B-A-S-700
140	200	1000	7.3	27.9	775	2	180	100	800.000	B-A-S-800
140	250	1500	8.2	36	925	1/2 2	200	100	1.000.000	B-A-S-1000
200	375	2000	11.2	45	1350	1/2 2	200	120	1.500.000	B-A-S-1050

• دارای آب پخش کن های مقاوم از جنس PVC
• رنگ بدنه دستگاه سختی گیر سه لایه رنگ اپوکسی ضد زنگ
• دستگاه سختی گیر دارای قابلیت تحمل فشار تا ۱۰ بار
• سرعت و دقت بالا در ساخت دستگاه و تحویل و نصب در محل
• انجام کلیه لوله کشی‌های مربوط به آب نمک و استارت دستگاه سختی گیر
• انجام کلیه جوش‌های دستگاه تحت استاندارد AWS
• استفاده از مرغوب‌ترین رزین‌ کاتیونی و سنگ سیلیس
• دارای ۱۲ ماه گارانتی طلایی و ۱۵سال خدمات پس از فروش
• ارائه دفترچه راهنما جهت راهبری از سیستم