کاهش سختی آب در تصفیه آب صنعتی
سختی آب به میزان حاوی مواد معدنی محلول در آب، به خصوص کربنات کلسیم و مگنزیم، اطلاق می‌شود. معمولاً سختی آب به صورت مقدار میلی‌گرم در لیتر (mg/L) یا پارت‌برمیون (ppm) اعلام می‌شود.
سختی آب معمولاً به دو دسته تقسیم می‌شود:
۱. سختی آب کربناتی (Carbonate Hardness): این نوع سختی آب به علت حاوی کربنات کلسیم و مگنزیم است. وقتی کربنات‌ها در آب حضور داشته باشند، می‌توانند با گرمای آب تجزیه شده و به‌وسیلهٔ انگورهای کلسیم و مگنزیم تشکیل شود.
۲. سختی آب غیرکربناتی (Non-Carbonate Hardness): این نوع سختی آب به علت حاوی سولفات‌ها، کلریدها و نیترات‌های کلسیم و مگنزیم است. این مواد معدنی محلول در آب وجود دارند و می‌توانند با انجماد، تبخیر یا فرآیندهای شیمیایی دیگر به آب اضافه شوند.
سختی آب می‌تواند اثرات متعددی روی سیستم‌ها و تجهیزاتی که با آب در تماس هستند، مانند خطوط لوله‌کشی، بخاری‌ها، دستگاه‌های تصفیه آب و… داشته باشد. این اثرات شامل تشکیل رسوبات کلسیم و مگنزیم در لوله‌ها و تجهیزات، کاهش راندمان حرارتی بخاری‌ها، افزایش مصرف انرژی، کاهش عمر لوله‌ها و تجهیزات، و کاهش کارآیی دستگاه‌های تصفیه آب می‌شود.
سختی آب معمولاً با استفاده از آزمون‌های شیمیایی مانند آزمون تیتراسیون (Titration) با استفاده از محلول اسیدی نسبتاً قوی مانند اسید EDTA اندازه‌گیری می‌شود.
برای کاهش سختی آب در تصفیه آب صنعتی، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:
۱. جوشکاری: جوشکاری یا تبخیر آب، یکی از روش‌های اصلی برای کاهش سختی آب است. در این روش، آب به صورت تبخیر می‌شود و املاح معلق در آن به تدریج تجمع و جدا می‌شوند. سپس بخارات آب جمع‌آوری می‌شوند و آب تصفیه شده با سختی کمتر به دست می‌آید. این روش به خوبی برای کاهش سختی آب مؤثر است.
۲. تبادل یونی: روش تبادل یونی نیز برای کاهش سختی آب استفاده می‌شود. در این روش، یون‌های کاتیونی (مثل کلسیم و مگنزیم) و یون‌های آنیونی (مثل کربنات و سولفات) موجود در آب با یون‌های دیگری که به طور معمول در ماتریس یونی عمل می‌کنند، جایگزین می‌شوند. این روش می‌تواند به طور موثری سختی آب را کاهش دهد.
۳. نرم‌کننده‌های آب: نرم‌کننده‌های آب مواد شیمیایی هستند که با یون‌های سختی آب واکنش می‌دهند و آنها را تجزیه می‌کنند. مهمترین نرم‌کننده‌ها شامل سیترات‌ها، فسفات‌ها و سولفونات‌ها هستند. این مواد شیمیایی با یون‌های کاتیونی (مثل کلسیم و مگنزیم) واکنش می‌دهند و با تشکیل ترکیبات آب‌محلول قابل حل، سختی آب را کاهش می‌دهند.
۴. تصفیه با استفاده از ممبران: استفاده از ممبران‌های نفوذپذیر برای کاهش سختی آب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. ممبران‌های نفوذپذیر به اندازه کافی کوچک هستند تا یون‌ها و ذرات معلق را به طور انتخابی حذف کنند. این روش می‌تواند سختی آب را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
این تنها چند روش اصلی برای کاهش سختی آب در تصفیه آب صنعتی هستند. انتخاب روش مناسب بستگی به شرایط محیطی، نیازهای فرآیند تولیدی و میزان سختی آب مورد نظر دارد.
برای تشخیص سختی آب قبل از تصفیه، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:
۱. آزمایشگاهی: روش آزمایشگاهی برای تشخیص سختی آب معمولاً با استفاده از آزمون‌های شیمیایی انجام می‌شود. یکی از روش‌های متداول اندازه‌گیری سختی آب، استفاده از آزمون تیتراسیون است. در این روش، یک ماده شیمیایی مثل EDTA (تتراآمین اسید اتیلن‌دی‌آمین) به طور کم‌کم به آب اضافه می‌شود تا یون‌های کاتیونی سختی مانند کلسیم و مگنزیم با آن واکنش دهند. با تعیین حجم مصرف شده از EDTA، میزان سختی آب محاسبه می‌شود.
۲. استفاده از تجهیزات قابل حمل: در بازار تجهیزات قابل حملی وجود دارد که به شما اجازه می‌دهد سختی آب را در محل تشخیص دهید. این تجهیزات معمولاً بر پایه تکنولوژی الکتروشیمیایی یا نورسنجی عمل می‌کنند. با استفاده از این تجهیزات، می‌توانید نتایج سختی آب را به صورت فوری و در محل تست کنید.
۳. استفاده از نرم‌افزارهای آب‌شناسی: در صنایعی که از سیستم‌های خودکار تصفیه آب استفاده می‌کنند، ممکن است نرم‌افزارهای آب‌شناسی برای تشخیص سختی آب استفاده شود. این نرم‌افزارها براساس داده‌های شیمیایی آب و پارامترهای دیگر میزان سختی آب را تخمین می‌زنند.
۴. استفاده از نمونه‌برداری مستمر: در صورتی که سختی آب در یک سیستم صنعتی مورد نظر مهم باشد، می‌توان از سیستم نمونه‌برداری مستمر استفاده کرد. در این روش، یک نمونه از آب به صورت مستمر و به طور خودکار در بازه‌های زمانی مشخصی گرفته می‌شود و سپس به آزمایشگاه ارسال می‌شود تا سختی آب تعیین شود.
استفاده از یک یا ترکیبی از این روش‌ها، به ویژه با توجه به نیازهای محیطی و صنعتی خاص، می‌تواند به شما کمک کند تا سختی آب را قبل از تصفیه تشناسایی کنید. برای دقت بیشتر، توصیه می‌شود با یک متخصص مشاوره کنید.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.