سختی گیری آب

سختی گیری آب: آبهای سخت بویژه در مصارف صنعتی و تاسیساتی، مشکلات متعددی را به دلیل بالا بودن قآبلیت رسوب گذاری و خورندگی ایجاد می کنند که اهم آن عبارتند از :
•    تشدیدخوردگی و رسوب گذاری در تاسیسات حرارتی

•    کاهش راندمان انتقال حرارت و افزایش مصرف بی رویه انرژی به دلیل وجود لایه های ضخیم رسوبی
•    ایجاد لکه و رسوبات سفید رنگ بر روی سطوح شیشه، فلز، پارچه، لباس و نظایر آن .
•    کاهش ظرفیت انتقال جریان آب در اثر تشکیل رسوبات سخت در جداره داخلی لوله ها و مخازن.
•    افزایش مصرف مواد شوینده به دلیل کاهش خاصیت کف کنندگی آنها در آب سخت.

متداول ترین روش جهت حذف سختی آب استفاده از دستگاههای سختی گیری آب نوع رزینی می باشد.

اساس کار دستگاههای سختی گیری آب نوع رزینی استفاده از فرایند تبادل یونی توسط رزین های کاتیونی می باشد. خواص رزین ها این است که وقتی در حضور آب سخت قرار می گیرند، یون سدیم انها با یون های رسوب گذار از قبیل کلسیم و منیزیم موجود در آب جآبجا می شوند. به این ترتیب با حذف املاح کلسیم و منیزیم کاملا محلول بوده و تمایلی به رسوب گذاری ندارد. مبادله یون ها تا زمانی ادامه می یآبد که همه سدیم رزین ها با کلسیم و منیزیم آب تعویض شوند، پس از این زمان ، به تدریج بازده فرایند سختی گیری کاهش می یآبد و رزین ها می بایست دوباره بازیآبی و احیاء شوند. احیاء مجدد این نوع رزین ها با عبور محلول غلیظ کلرید سدیم (نمک طعام) از بستر رزین انجام می پذیرد.

آب نرم خروجی از دستگاه سختی گیری آب برای تغذیه دیگهای بخار، برج های خنک کننده و سایر مصارف صنعتی، بسیار مطلوب می باشد. مخازن دستگاههای سختی گیر از ورق فولادی با ضخامت مناسب طراحی و ساخته می شوند. این مخازن پس از زنگ زدایی کامل، توسط پوشش های ضد خوردگی از نوع اپوکسی رنگ آمیزی می گردند. هر دستگاه شامل دریچه بازدید، شبکه لوله کشی مجهز به شیر آلات، نازلهای ورودی و خروجی آب، اتصالات هواگیری، فشار سنج ،مخزن پلی اتیلن نگهداری محلول احیاء،  می باشد.

حداقل و حداکثر فشار کاری مناسب برای دستگاههای سختی گیری آب،به ترتیب ۲و ۵ اتمسفر می باشد.

رزین انیونی و رزین کاتیونی و کاربرد انها در سختی گیری آب

آبهای مورد مصرف در صنایع و شرب در کشور ایران دارای املاح زیادی میباشند .املاح کلسیم و منیزیم از جمله عمده ناخالصی های آبهای کشور ایران به شمار می روند. مقدار بیش از حد این املاح، برای مصارف صنعتی  و بهداشتی و خوراکی آب مناسب نمی باشد.

سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده و … می باشد.

در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت باعث افت رنگ می شود  همچنین سختی بیش از حد آب باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی در انسان می شود.
متداولترین روش برای حذف سختی آب و سختیگیری استفاده از دستگاه با سختی گیر رزینی می باشد. مواد شیمیایی مورد مصرف در سیستم سختی گیر معمولا” سیلیس و رزین کاتیونی و یا رزین انیونی میباشند .

در فرایند سختی گیری به منظور حذف کلسیم و منیزیم آب سخت از میان بستر رزینهای تبادل یونی که در داخل یک مخزن استوانه ای و عمودی قرار دارند، عبور می نماید. رزین تبادل یونی، سدیم موجود خود را با کلسیم و منیزیم موجود در آب جآبجا می نماید به گونه ای که آب عبوری از بستر رزین، بدون سختی و تنها حاوی نمکهای سدیم میباشد و در این شرایط کلسیم و منیزیم در داخل رزین جای گرفته اند. رزین سختی گیر دارای ظرفیت نامحدود نمی باشد و پیش از آنکه ظرفیت رزین سختی گیری اشباع گردد، می باید عملیات احیا سازی با محلول کلرید سدیم یا همان نمک متبلورانجام شود.
اگر رزین کاتیونی با محلول کلرور سدیم یا نمک شستشو داده شود، خاصیت سختیگیری خود را باز می یآبند و احیاء میگردند .

معمولا” جهت احیائ رزین از آب و نمک با غلظت ۱۰ % باید استفاده شود. غلظتهای کمتر و یا بیشتر از ۱۰ %  نمک اثر کمتری دارند و خلوص نمک عامل بسیار مهمی در احیاء مناسب رزین کاتیونی سختی گیر میباشد. ااگر از سنک نمک و نمک معمولی استفاده گردد بسبب ناخالصی در نمک عمر رزین بسیار کاهش می یآبد و رزین بطور کامل احیاء نمی گردد.
استفاده از آب چاه یا آب ورودی به کارخانه و یا شیر آب برای تهیه آب و نمک اشتباه دیگر اکثر کاخانجات و کارگاه ها میباشد که سبب میگردد ناخالصی آب مورد استفاده برای تولید آب و نمک احیا رزین دوباره به رزین انتقال می یآبد و احیای مناسب صورت نگیرد و عمر مفید رزین که بالای ۵ سال میباشد کم گردد

توصیه میشود برای بار اول احیاء از آب مقطر استفاده گردد و برای دفعات بعد از آب سبک شده توسط دستگاه سختی گیرتان که در ظروف نگهداری برای احیاء ذخیره نموده اید استفاده نمائید و به هیچ عنوان از آب چاه و یا آب ورودی کارخانه برای تولید آب و نمک استفاده ننمائید که باعث عدم احیاء مناسب رزین بعلت داشتن املاح در خود میگردد و عمر رزین را بشدت کاهش میدهد.

متاسفانه بسیاری از کارخانه ها و صنایع به مسئله فوق بعلت عدم اگاهی توجه نمی نمایند و نیز کارگران مسئول احیا نیز خیلی از اوقات توجه لازم را ندارند.
استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزین ها سختیگیری را زود فرسوده و آبدهی دستگاه سختی گیری آب را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختی گیر با رزین انیونی و کاتیونی ، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر مناسب تا حدودی جدا شوند.

توجه: متاسفانه وجود رزین های نا مرغوب چینی در بازار کشور که با برندهای معروف و به صورت غیر اصل ارائه میگردد باعث شده است مشکلات و هزینه زیادی به صنایع گوناگون وارد گردد. عمر کوتاه یکساله و کمتر و عدم سختی گیری مناسب و هزینه تعوض زود هنگام و معطل بودن کارخانه جهت تعویض رزین از مشکلات رزین های چینی میباشد که متاسفانه حتی با برندهای پرولایت انگلیس و یا داو امریکا بطور قلآبی بفروش میرسند.