سختی گیر آب چیست؟

 آب سخت آبی است که در آن کاتیونهایی نظیر کلسیم، منیزیم، آلومینیوم، آهن، منگنز و … بیش از حد مجاز حضور دارند. ازآنجا که معمولاً مقدار کاتیونهای کلسیم و منیزیم موجود در آب بسیار بیشتر از سایر یونهای ایجادکننده سختی است، میزان سختی آب تنها بر اساس مقادیر این کاتیونها سنجیده می شود. استفاده از آب سخت در کاربردهای مختلف خانگی و صنعتی مشکلات بیشماری نظیر ایجاد رسوب آهکی در دیگهای بخار، تجهیزات گرمایشی و وسایل پخت و پز، کم شدن قابلیت پاک کنندگی مواد شوینده به دلیل کاهش میزان کف تولیدی، ایجاد سنگ کلیه و بیماریهای گوارشی در اثر نوشیدن بیش ازmاندازه ،کاهش کیفیت پخت مواد غذایی و … می شود؛ بنابراین لازم است تا آب سخت برای مصارف مختلف سختی گیری شود.

سختی گیر در صنعت به چندین روش میباشد:

۱ -سختی گیر مغناطیسی (مگنتی):  

قطعه ای فلزی که با توجه به مگنت قوی و ثابتی که دارد باعث تغییر ساختار مولکولی یون های فلزی آب مانند یون منیزیم و کلسیم شده و از تشکیل رسوب در مسیر آب جلوگیری می کند.

۲ -سختی گیر الکترونیکی:

دستگاهی است که با ایجاد امواج الکترو مغناطیسی باعث از بین رفتن تعادل بین یون های منفی و مثبت و کوچک تر کردن یون های موجود در آب شده و در نتیجه این ذرات خنثی و معلق می گردند و دیگر به بدنه قطعات پکیج دیواری (مخصوصا” قطعات فلزی) و سیستم لوله کشی نمی چسبند.

۳ –سختی گیر شیمیایی^:  

دستگاهی است که دارای مخزنی می باشد که کارتریج یا فیلتر شیمیایی در داخل آن است و آب وارد این مخزن شده و طی فرایندی شیمیایی موجب حل شدن مواد معدنی مانند یون های کلسیم و منیزیم در آن می شود.

هر کدام کاربرد جداگانه دارند در سختی گیر های شیمیایی و فیزیکی ما نمیتوانیم سختی را حذف نماییم بلکه فقط میتوانیم آنها را مدیریت نماییم که خاصیت چسبندگی خود را از دست دهد تا شرایط بهتر شود ولی سختی گیر رزینی میتواند روی کاتیون آب تأثیر مستقیم بگذارد و سختی را کاملاً حذف نماید.

اسمز معکوس یا آب شیرین کن

این روش در صنایع بزرگ و کارخانجات بزرگ استفاده میشود و در صنایع کوچک صرفه اقتصادی ندارد زیرا هزینه نگهداری آن نسبتاً بالا میباشد و هزینه تعویض فیلتر دارد و نیاز به اپراتور و نگهداری دارد ولی استفاده از این روش باعث میشود تا ۹۹ درصد کل املاح جامد موجود در آب حذف شود و آب خالص تولید نماید آب خالص به علت این که املاح ندارد هیچگونه رسوبی از خود به جای نمیگذارد.

اسمز معکوس جوابگوی همه سختی از جمله آب چاه واب دریا میباشد و میتواند کل املاح را حذف نمایندو هیچگونه رسوب ایجاد نکند که این روش بیشتر برای دیگهای بخار که شدت رسوبگذاری بالاتری دارد توصیه میگردد در ضمن این روش دور ریز آب را تا ۳۰ درصد به همراه دارد.

سختی گیر رزینی 

این دستگاه دارای مخزن عمودی بوده که با استفاده از رزین های کاتیونی سختی آب را از بین می برد و احیای رزینها با محلول آب نمک صورت می گیرد. نحوه عملکرد سیستم بدین صورت است که آب سخت با عبور از بستر رزین املاح کلسیم و منیزیم خود را با سدیم مبادله نموده و آب بدون سختی از سیستم جمع آوری می شود. پیش از اشباع کامل ظرفیت رزین عملیات احیا سازی با محلول کلرید سدیم انجام می شود که شامل مراحل شستشوی معکوس، مکش آب نمک و آبکشی می باشد.

کاربرد سختی گیر رزینی

۱- نرم کردن آب مصرفی صنایع نساجی و رنگرزی

۲- پیش تصفیه آب ورودی به RO , UF, NF…

۳- نرم کردن آب نیروگاه های صنایع شیمیایی، دیگ های بخار و…

معایب سختی گیر های رزینی

۱- نظارت دقیق و حساسی در راهبری لازم دارند.

۲- خرید متداوم نمک و مواد شیمیایی و رزین سختی گیری هزینه بر است.

۳- مصرف آب بالایی دارند.

۴- با تولید آب نمک با غلظت بالا، آسیب به محیط زیست می زنند.

۵- هزینه های بالا برای نگه داری غیره دارند.

سختی گیر پلی فسفات 

حل شدن مقدار کمی پلی فسفات در آب مانع بوجود آمدن کربناتهای نامحلول و در نتیجه باعث جلوگیری از بوجود آمدن رسوب در سیستم می گردد.  فسفات ها یکی از عوامل مقابله و مهار یون های آهن و سختی آب به شمار می روند. به علاوه این مواد با تشکیل یک لایه ی نازک خنثی بر روی سطوح فلزی و ایفای نقش پوشانندگی، خوردگی فلزات را مهار می کنند . بنابراین پلی فسفات ها سختی آب را کاهش نمیدهند بلکه مانع از تشکیل رسوبات کلسیم و منیزیم میشوند. 

بلورهای (پُُلی فسفات Polyphosphate ) را در محفظه هایی در مسیر جریان آب قرار می دهند. با عبور آب از فیلتر، بلورهای پُلُی فسفات به تدریج حل شده و وارد آب می شوند . در حقیقت با این عمل ،پلی فسفات ها، یون های کلسیم و منیزیم محلول را احاطه و محاصره می کنند و تمایل آنها را برای ته نشین شدن و تشکیل رسوب کلسیت (رسوب سخت مثل ته کتری) و رسوب آراگونیت (رسوب نرم) کاهش می دهند.

 معایب فیلترهای پلی فسفات

 ذعیب این روش این است که فسفات ها غذای مورد علاقه ی باکتری ها هستند بنابراین مشکل دیگری به وجود می آید و آن، رشد باکتری ها است ) مشکل حاد نیست و در شرایط خاصی ممکن است پیش آید ( . مثلا برای آبی که برای مدت زیادی قرار است راکد بماند و سپس مصرف خوراکی و یا تماس با پوست داشته باشد ، نباید از پلی فسفات ها استفاده گردد . همچنین آبی که از فیلتر پلی فسفات عبور میکند را نباید برای آشامیدن استفاده کرد ) حاوی مقداری فسفات است ( اما برای تماس با پوست مشکلی ندارد) .  بعضی از شرکتهای سازنده ادعا میکنند که برای مصرف خوراکی نیز مشکلی ندارد و فودگرید food grade هستند( 

 سختی گیر مغناطیسی  (Magnetic water softener)

سختی گیر های مغناطیسی، به عنوان جایگزینی برای سختی گیر های رزینی، سالهاست که مورد استفاده قرار می گیرد. آنچه سختی گیر های مغناطیسی را به نسبت سختی گیر های رزینی برتر جلوه می دهد، هزینه های کمتر آن ها و به عبارتی طبیعت دوست بودنشان است.

تاثیر میدان مغناطیسی بر روی آب

  میدان مغناطیسی سبب تغییرات فیزیکی در آب و ترکیبات کلسیم و منیزیم محلول در آن می شود.

این تغییرات نه تنها باعث از دست دادن تمایل آب به رسوب گذاری می شوند، بلکه باعث پاک شدن رسوب های قبلی به مرور زمان می شوند.

 این دستگاه های ضد رسوب، باعث تغییر کریستالی ساختار کلسیم کربنات از کلسیت و منگزیت (هردو متمایل به رسوب گذاری و چسبندگی هستند) به آرگونایت و دولومیت می شود. آرگونایت گونه ای از کریستال است که به علت قطبی نبودن، هیچ تمایلی به چسبیدن به جداره های لوله ها و دستگاه ندارد (نظریه هولوم هولتز) و به صورت معلق در محلول می ماند. این حالت اصطلاحا پدیده دانه برفی در آب نامیده می شود که در آن هسته های اولیه بلورهای رسوب در آب تشکیل می شود. با گذشت زمان، به حجم هسته های اولیه افزوده شده و بلورهای سخت خنثی و معلق در آب که خاصیت چسبندگی خود را از دست داده اند، ظاهر می شوند. در کنار فرآیند فوق افزایش مولکول های آزاد در آب و شکسته شدن پیوند هیدروژنی بین آن ها باعث افزایش حلالیت آب می شود. در نتیجه، آب عبور کرده از این میدان های مغناطیسی، کشش سطحی کمتری دارد که باعث می شود این محلولات را در خود بهتر نگه دارد که پاک کردن رسوبات قبلی را هم ممکن می سازد. 

سختی گیر های الکترومغناطیسی Electromagnetic Softeners)(EMS) 

این میدان مغناطیسی از سیم پیچی جریان دار با تعداد حلقه های مختلف و برهم نهی میدان ایجاد شده در هر حلقه با میدان حلقه های دیگر، ساخته می شود. این دستگاه، همانند سختی گیرهای مغناطیسی، به منظور تاثیر میدان مغناطیسی بر یون های و جلوگیری از شکل گیری رسوب ساخته شده اند با این تفاوت که در این رسوب زداهای الکترومغناطیسی، خطوط میدان مغناطیسی در راستای لوله می باشد. این سختی گیر نیز به مانند قبلی برای تاثیر گذاری نیاز به جریان آب در داخل لوله دارد؛ زیرا این میدان مغناطیسی فقط به بار های الکتریکی در حال حرکت نیرو وارد می کند. مسئله ی دیگر این نوع، برد کوتاه آن است که فقط به قسمتی از لوله که سیم پیچی شده است نیرو وارد می شود.

سختی گیر الکترونیکی (Electronic Softeners)

این نوع سختی گیر ها را می توان نسل جدید سختی گیر های گیر های الکترو مغناطیسی خواند. متمایزگر این سختی گیر ها نسبت به ماقبلی های آن ها این است که، از جریان AC به جای جریان DC استفاده می شود. تشکیل دهنده های سختی گیری الکترونیکی، یک یا چند سیم پیچ و یک جعبه ی کنترل می باشند. این سیم پیچ ها که به جعبه کنترل متصل اند، دور لوله پیچیده می شوند. به محض اتصال جعبه کنترل به برق، از سیم پیچ جریان AC عبور می کند که با عبور این جریان متغیر، میدان الکرومغناطیسی متغیری در لوله القا می شود. 

این رسوب زداهای الکترونیکی، با ایجاد میدان های مغناطیسی متغیر با آرایش دوایر متحد المرکز درون لوله، بر یون های مثبت و منفی معلق موجود درآب تاثیر می گذارند.

• آشنایی با انواع کنتور آب

مزیت استفاده از سختی گیر مغناطیسی

هیچگونه ماده شیمیایی به آب افزوده نمی گردد و کیفیت آب تغییر نمی کند.

نیاز به اپراتور و انرژی الکتریکی ندارد.

با تغیرات بسیار جزئی در لوله انتقال آب قرار می گیرد.

 معایب سختی گیر های اکترومغناطیسی

• عملا، سختی آب را نمی گیرند؛ صرفا خواص فیزیکی آب را تغییر می دهند تا رسوب گذاری نکنند.
• با قطع برق منبع تغذیه، دستگاه دیگر عملکردی نخواهد داشت.
• در جاهایی مانند مزارع که منبع تغذیه ای برای دستگاه وجود ندارد نمی توانند استفاده ای داشته باشند.
• اگر میدان مغناطیسی ایجاد شده ضعیف باشد )800 الی 1100 گاوس(، دستگاه نفوذ پذیری لازم را نمی تواند داشته باشد .
• در صورت هرگونه خرابی و از کار افتادن، هزینه تعوض قطعات بسیار بالایی دارند.

مزایای رسوب گیر های الکترونیکی نسبت به سختی گیر های رزینی

• جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی فلزات و افزایش عمر مفید تاسیسات.
• جلوگیری از آلودگی منابع آب های زیرزمینی.
• نوین، پاکیزه و ارزان بودن آن ها.
• صرفه جویی چشم گیری در هزینه ها به علت عدم نیاز به تعمیر، نگهداری و تعویض مداوم قطعات.
• کاهش مصرف انرژی از 5 تا 40 درصد

سختی گیر پلی مگنت ( مغناطیسی + پلی فسفات )

۱- مهمترین ویژگی فیلتر پلی مگنت در استفاده از دو مرحله حذف رسوبات با استفاده از نیروی قوس مغناطیسی و استفاده از ترکیب شیمیایی نمک سدیم هگزامتازون می باشد که با استفاده از این دو مرحله رسوبات به صورت کامل شکسته شده و این دو مرحله به صورت مکمل عمل کرده و در جهت حذف هرچه بهتر رسوبات به محافظت از دستگاه های پکیج و آبگرمکن و ماشین ظرفشویی و لباسشویی و غیره می پردازد. در حالیکه در فیلترهای سابق فقط از خاصیت ترکیب شیمیایی استفاده می شد و نیروی قوس مغناطیسی به عنوان مکمل وجود نداشت. 

۲- ا ز دیگر مزایای فیلتر پلی مگنت پلاس این است که در صورت انقضاء کریستال ها به جهت فراموشی مصرف کننده، این فیلتر از مرحله اول خود که دارای نیروی مغناطیسی بوده همچنان استفاده می کند .همچنین لازم به ذکر است این نیروی قوں مغناطیسی به جهت داشتن مگنت های نیدیوم دارای عمر مفید بیش از ۳۰ سال می باشند و نیاز به تعویض ندارند و برخلاف فیلترهای سابق با انقضای کریستال ها، فیلتر کارایی خود را از دست نمی دهد.

۳- مزیت سوم فیلتر پلی مگنت پلاس طول عمر بیشتر کریستال های پلی فسفات می باشد. زیرا در مرحله اول اغلب مولکول های آهک توسط نیروی قوس مغناطیسی شکسته شده و مولکول های کمتری از آهک با کریستال ها پس از ورود آب به کاتریج پلی فسفات تماس پیدا می کند و واکنش کمتری با سدیم هگزامتازون دارد و چون آب دارای رسوبات کمتری است، لذا این آب با رسوبات کمتر باعث عمر بیشتر کریستال ها که در حدود ۳ سال است می شود.

۴- از مزیت های دیگر فیلتر پلی مگنت پلاس می توان تولید آب مصرفی سالم تر به جهت واکنش کمتر با سدیم هگزامتازون و دارا بودن مواد آرگونیت در آب را نام برد که برای سلامتی بدن بسیار مفید هستند^.

محصولات پیشنهادی:

انواع شیر برقی آب رین

انواع تایمر پیامکی آبیاری

انواع شیر برقی آب