فهرست مطالب

سختی گیر رزینی آب یکی از پر مصرف ترین وسایل در حوزه ی تصفیه آب می باشد که وجود آن در صورت سختی آب یک امر واجب برای صنایع و خانه ها می باشد.

سختی گیر آب چیست؟

سختی گیر آب، یک سیستم تصفیه برای مصارف خانگی است که مواد معدنی کلسیم و منیزیم آب را که باعث ایجاد سختی می شوند، از طریق فرآیندی به نام تبادل یونی حذف می کند. سختی گیر ها یکی از رایج ترین و مخرب ترین مشکلات آب را که سختی آن است، حل می کند. 

آب سخت سیستم های آب رسانی و تصفیه آب را حتی در مدرن ترین خانه ها خراب می کند. رسوب در لوله های انتقال آب جمع شده، آنها را مسدود کرده و فشار آب را کاهش می دهد. همچنین به طرز چشمگیری عمر دستگاه هایی مانند ماشین ظرف شویی، قهوه ساز و دستگاه های تولیدکننده­‌ی یخ را کوتاه می کند. 

آب سخت وسایلی که با آب گرم سر و کار دارند را نیز خراب می کند. هرچه درجه حرارت آب بالاتر باشد، کلسیم و منیزیم بیشتری متبلور شده و در داخل آبگرمکن رسوبات جامد جمع می شود. 

اگر در منطقه‌­ای با آب سخت زندگی می­کنید، آبگرمکن شما به گونه ای به نظر می رسد که انگار در حال تولید پاپ کورن است! این امر به این دلیل است که با افزایش دمای بخاری و انبساط مخزن، رسوبات سنگ آهکی پوسته پوسته شده و روی عناصر گرمایشی شروع به ترک خوردگی و کشش می کند.

بدون سختی گیر آب، شست و شوی لباس ها به مواد شوینده ی بیشتری نیاز دارد. روی ظرف هایی که در ماشین ظرف شویی قرار می دهید، خط و لکه می افتد. 

روی پرده های حمام شما کثیفی ایجاد می شود و صابون و شامپو های شما کف نمی کنند. استحمام با آب سخت، باعث خارش و خشکی پوست و همچنین چسبندگی موهای شما می شود. 

مقدار زیادی از زمان، انرژی و پول برای پاکسازی و جبران عوارض جانبی استفاده از آب سخت مورد نیاز است. یک سختی گیر آب، بهترین راه حل برای از بین بردن سختی آب و جلوگیری از این عوارض است.

سختی گیر آب چیست؟

رزین چیست؟ (بستر رزینی)

مخزن سختی آب مملو از هزاران دانه­‌ی کوچک به نام «دانه‌­ی رزینی» است. هنگامی که مواد معدنی سختی با این دانه ها تماس پیدا می کنند، به آن ها می چسبند و از آب خروجی مخزن، جدا می شوند. این فرآیند، که به عنوان «تبادل یونی» شناخته می شود، همان اتفاقی است که باعث نرم شدن آب خانه شما می شود.

مجموعه ی این دانه ها در مخزن سختی گیر رزینی آب، به عنوان بستر رزینی شناخته می شود. این یک نرم کننده آب یکی از انواع مختلف مدیا های تصفیه است و در انواع دیگر سیستم های تصفیه آب نیز یافت می شود.

رزین

عملکرد سختی گیر رزینی چگونه است؟

دانه های رزین یکی از اجزای سختی گیر های رزینی آب هستند. آب سخت که دارای مقدار بیش از اندازه ای کلسیم و منیزیم است، در این بستر رزین جریان می یابد و در فرآیندی که تبادل یونی نامیده می شود، یون های سختی که در آب موجود هستند، با یون های اصطلاحاً نرم که روی دانه های بستر رزینی قرار دارند، جا به جا می شوند و از این طریق، سختی آب از بین می رود.

با گذشت زمان، دانه های رزین موجود در سختی گیر رزینی ، با یون های کلسیم و منیزیم پوشانده می شوند و در نتیجه از ظرفیت آنها برای سختی گیری آب سخت، کاسته می شود.

طی فرآیندی به نام احیای سختی گیر رزینی آب، که در واقع فرآیندی برعکس فرآیند سختی گیری آب است، آبی که دارای یون های نرم است، از سختی گیر رزینی عبور کرده و در واقع سختی گیر با آن شسته می شود. 

حالا دانه های رزین، یون های نرم را از آب جذب کرده و یون های سختی که روی دانه های رزین قرار داشتند را به آن می دهند و قابلیت سختی گیری خود را باز پس می گیرند.

نحوه ی کار رزین تبادل گر یونی

بخش های تشکیل دهنده ی سختی گیر آب

سختی گیر رزینی آب از سه جزء اصلی تشکیل شده است:

این سه جزء در کنار هم برای حذف مواد معدنی از آب سخت، نظارت بر جریان آب و پاکسازی دوره ای سیستم از طریق فرآیند بازسازی (احیای سختی گیر) عمل می کنند.

۱- مخزن مواد معدنی

مخزن معدنی محفظه ای است که در آن آب سخت، نرم می شود. خط آبرسانی، آب سخت را وارد مخزن می کند. آب از بستر رزینی عبور کرده و یون های کلسیم و منیزیم که در آب سخت قرار دارند، رسوب می کند. سپس آب سالم و سختی گیری شده، از مخزن خارج شده، از لوله های آب عبور کرده و سپس به خانه ی شما وارد می شود.

اجزای یک سختی گیر رزینی آب

۲- شیر کنترل

شیر کنترل میزان عبور آب از مخزن معدنی سختی گیر رزینی و ورود به خانه شما را اندازه گیری و کنترل می کند. این شیر دارای یک واحد کنترل و اندازه گیری است که بر حجم آب ورودی به مخزن معدنی نظارت می کند. 

با عبور آب سخت از مخزن معدنی، دانه های رزین یون های نرم (سدیم) خود را با یون های سخت (کلسیم و منیزیم) عوض می کنند. با گذشت زمان، این امر باعث می شود که قابلیت سختی گیری آب توسط بستر رزین به طرز چشم گیری کاهش یابد. 

قبل از اینکه دانه های رزینی بیش از حد توسط کلسیم و منیزیم غنی شوند، شیر کنترل به طور خودکار یک چرخه بازسازی و احیا را آغاز می کند. این مقدار حداکثر ظرفیت بستر رزینی از قبل در رایانه داخلی شیر کنترل، برنامه ریزی شده است و به عوامل مختلفی مانند اندازه خانه، تعداد اعضای خانواده و سختی آب محل زندگیتان بستگی دارد.

۳- مخزن آب نمک

مخزن آب نمک به سیستم سختی گیر رزینی آب در فرآیند بازسازی و احیا کمک می کند. این مخزن در مجاورت مخزن مواد معدنی قرار دارد. مخزن آب نمک یک محلول بسیار غلیظ نمک (یا گاهی پتاسیم) را در خود نگه می دارد تا بار مثبت دانه های رزین را بازیابی کند. 

نمک به صورت دستی به شکل گلوله یا بلوک به مخزن آب نمک اضافه می شود. 

این نمک ها در آب ته مخزن حل می شوند و هنگامی که شیر کنترل ثبت می کند که ظرفیت نرمی رزین در حال کاهش است، محلول آب نمک سنگین از مخزن خارج شده و با عبور از بستر رزینی در مخزن معدنی، دانه ها را شست و شو می دهد. 

بدیهی است که اگر نمک مخزن آب نمک تمام شود، آب عبوری از دستگاه دیگر سختی گیری نخواهد شد.

اجزای دستگاه سختی گیر آب

انواع رزین های تبادل گر یونی

رزین های تبادل گر یونی در ۴ دسته­­‌ی رزین های کاتیونی، رزین های آنیونی، رزین های تخت مخلوط و رزین های مبادله کاتالیستی قرار می گیرند.

دو نوع کلی رزین تبادل گر یونی در دستگاه های سختی گیر رزینی مورد استفاده است: آن هایی که یون های مثبت را تبادل می کنند، رزین های کاتیونی نامیده می شوند و آن هایی که یون های منفی را تبادل می کنند، رزین های آنیونی نامیده می شوند.

کاتیونهای رایج شامل Ca، Mg، Fe و H هستند که یون های مثبت را مبادله می کند و آنیون های رایج شامل Cl ، SO و OH هستند که یون های منفی را تبادل می کند. 

از نظر شیمیایی، هر دو نوع مشابه هستند و متعلق به گروهی از ترکیبات به نام پلیمر که مولکول های بسیار بزرگی هستند، می باشند که از ترکیب مولکول های زیاد یک یا دو ترکیب در یک ساختار تکراری که زنجیره های بلند تولید می کند، تشکیل شده اند.

رزین تبادل کاتالیستی، رزینی با روکش سرامیک است که با کلسیم، آهک و منیزیم واکنش کاتالیزوری دارد و آن را به شکل کریستال در می آورد و هنگامی که به اندازه یک نانو متر رسید، از دانه ی رزین جدا شده و به سمت پایین سیستم آبی جریان می یابد. 

پس از رسوب زدایی لوله های منزل، کریستال ها یک لایه ۳۰ میکرونی بر روی لوله های شما ایجاد می کنند که اجازه ایجاد هیچ رسوبی را نمی دهد. کلسیم، آهک و منیزیمی که در آب باقی می ماند، جزو مواد معدنی سالم هستند. 

این مواد هیچ خطری ندارند و چیزی به آب اضافه یا کم نمی کنند. این فناوری نانو مولکولی را نباید با واکنش های شیمیایی که در آن ها پیوندهای شیمیایی جدید ایجاد می شود یا فرآیندهای اکسیداسیون اشتباه گرفت.

سختی گیر رزینی آب

انواع سیستم های سختی گیر رزینی آب

اساساً سختی گیر آب یک محفظه است که بیشتر به عنوان بستر رزینی یا بستر معدنی شناخته می شود. انواع مختلف سختی گیر از این بستر استفاده می کنند. حال سوالی که ایجاد می شود این است که با توجه به اینکه پایه ی کار همه ی سیستم های سختی گیر رزینی آب مشابه است، تفاوت آن ها در واقع چیست؟

انواع مختلف سیستم های سختی گیر آب عبارتند از:

۱- سختی گیر های دستی

سختی گیر های دستی بسیار ارزان بوده و عملکرد آن ها نیز ساده است اما در عین حال استفاده از آن ها، زمان بر و پیچیده است.

این دسته از سختی گیر ها در اصل سختی گیر های تک ظرفی هستند که حاوی مواد معدنی سختی گیر آب هستند. آب سخت وارد سختی گیر در بالای ظرف می شود، از داخل ماده معدنی عبور کرده و به عنوان آب نرم شده، از ته ظرف سختی گیر خارج می شود. 

بسته به حجم بستر معدنی، سختی آب و مقدار آبی که از مخزن عبور می کند، پس از مدتی ظرفیت بستر کاهش می یابد و همانطور که پیشتر به طور کامل توضیح داده شد، در این مرحله مواد معدنی بستر رزینی باید احیا یا شارژ شوند.

سختی گیر دستی

۲- سختی گیر های نیمه اتوماتیک

برخلاف سختی گیر های دستی، این نوع سختی گیر رزینی آب دارای دو جزء اضافی نیز است. یعنی یک مخزن آب نمک و یک شیر کنترل. مخزن آب نمک جایی است که نمک در آن ذخیره می شود و به عنوان مخزنی برای احیای بستر عمل می کند. 

وظیفه شیر کنترل نیز این است که بتواند این آب نمک را به ظرف سختی گیر تزریق کند تا به بازسازی و احیای آن کمک کند. محرک این بازسازی از طریق یک کامپیوتر به گونه ای تنظیم شده است که سختی گیر آب با توجه به پارامتر های کنترلی مختلف چند روز یکبار بازسازی می شود.

این نوع سختی گیر ها معمولاً در اکثر خانه ها نصب می شوند. اگرچه قیمت آن ها نسبتاً ارزان است، اما به راه اندازی آن ها تقریباً گران تمام می شود.

۳- سختی گیر های تمام اتوماتیک

این نوع از سختی گیر ها گران تر از انواع دیگر هستند اما استفاده از آنها بسیار مقرون به صرفه است. این گروه، از سیستم اندازه گیری بسیار مؤثر و کارآمد برای کنترل پارامترهای مختلف آب استفاده می کنند. 

این کار به این دلیل است که سختی گیر رزینی میزان مصرف آب در خانه را اندازه گیری می کند و با توجه به حجم واقعی آب استفاده شده، واکنش نشان می دهد. بدیهی است که این سختی گیر ها بسیار بهتر از دو نوع قبلی که در بالا ذکر شد، هستند. 

اجزای اصلی در این گروه همانند انواع نیمه اتوماتیک سختی گیر ها هستند، اما در آن ها شیر کنترل به صورت کاملاً اتوماتیک فعال می شود و سختی بستر رزین را از بین می برد.

سختی گیر رزینی اتوماتیک

محاسبه ی ظرفیت سختی گیر رزینی

مقدار سختی ای که یک سختی گیر رزینی می تواند بین هر بار بازسازی از بین ببرد، به عنوان ظرفیت سختی گیر شناخته می شود و می تواند به صورت دانه یا گالن بیان شود. ظرفیت سختی گیر رزینی هنگام اندازه گیری، پیکربندی یا عیب یابی آن مهم است.

برای محاسبه ظرفیت سختی گیر، باید موارد زیر را بدانید:

۱- سختی آب خام در هر ppm

۲- حجم رزین برحسب فوت مکعب

۳- مقدار نمک بر حسب پوند بر فوت مکعب رزین

مقدار نمک استفاده شده در طول بازسازی، ظرفیت تبادل رزین را تعیین می کند. به طور معمول، مقدار ۱۵ پوند/فوت مکعب رزین نمک، برای تأمین ظرفیت تبادل ۳۰۰۰۰ دانه بر فوت مکعب رزین استفاده می شود. دوزهای کمتر نمک ظرفیت بستر رزینی را کاهش می دهد، اما استفاده اقتصادی تر از نمک را امکان پذیر می کند.

برای محاسبه ظرفیت سختی گیر مراحل زیر طی می شود:

محاسبه ی ظرفیت سختی گیر رزینی

منابع:

https://www.freshwatersystems.com

https://biotechwater.com

http://www.watersoftenerscompared.com

پترویار، معرفی و مشاوره محصولات و خدمات صنعتی 

اشتراک گذاری

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در email

محبوب‌ترین پست‌ها

استفاده از روش تصفیه آب RO یا همان اسمز معکوس یکی از پرطرفدارترین دستگاه ها در حوزه ی تصفیه ی آب و فاضلاب می…
فیلتر شنی فایبرگلاس یکی از پرکاربرد ترین فیلتر ها هستند که در ادامه توضیحات مختصری درباره ی آن داده می شود. نحوه عملکرد فیلتر…
سختی گیر رزینی آب یکی از پر مصرف ترین وسایل در حوزه ی تصفیه آب می باشد که وجود آن در صورت سختی آب…