دستگاه سختی گیر
مقدمه
املاح کلسیم و منیزیم از جمله ناخالصی های آب به شمار می روند. مقدار بیش از حد این املاح، برای مصارف بهداشتی مناسب نمی باشد. سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
متداولترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختیگیرهای رزینی می باشد. رزینها، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. رزینهای دستگاه سختیگیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند. کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلرو سدیم 10% شستشو داده شود، خاصیت سختیگیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند.
استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختگیر را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختیگیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شنی جدا شوند و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدبیر لازم صورت بگیرد.
شرح عملکرد
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 جابجا 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 دارای ظرفیت نامحدود نمی باشد و پیش از آنکه ظرفیت رزین اشباع گردد، می باید عملیات احیا سازی با محلول کلرید سدیم انجام شود. فرآیند احیا شامل مراحل شستشوی معکوس، مکش آب نمک و آبکشی می باشد.
املاح کلسیم و منیزیم از جمله ناخالصی های آب به شمار می روند. مقدار بیش از حد این املاح، برای مصارف بهداشتی مناسب نمی باشد. سختی آب، عامل تشکیل رسوب در دیگهای بخار، مبدلهای حرارتی، برجهای خنک کننده و سیستمهای سرد کننده می باشد. اگر آب سخت برای شستشو به کار رود، صابون هدر می رود. در صنایع نساجی و رنگرزی کیفیت رنگ افت می کند. انحلال سود سوز آور در آب، منیزیم را به صورت هیدروکسید منیزیم رسوب می دهد. سختی بیش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بیماریهای کلیوی می شود.
متداولترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختیگیرهای رزینی می باشد. رزینها، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. رزینهای دستگاه سختیگیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند. کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلرو سدیم 10% شستشو داده شود، خاصیت سختیگیری خود را باز می یابد. غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند.
استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختگیر را کم می کنند. توصیه می شود قبل از دستگاه سختیگیر، مواد معلق آب، توسط یک فیلتر شنی جدا شوند و برای کاهش املاح فلزات سنگین تدبیر لازم صورت بگیرد.
شرح عملکرد
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 جابجا 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 دارای ظرفیت نامحدود نمی باشد و پیش از آنکه ظرفیت رزین اشباع گردد، می باید عملیات احیا سازی با محلول کلرید سدیم انجام شود. فرآیند احیا شامل مراحل شستشوی معکوس، مکش آب نمک و آبکشی می باشد.
موارد کاربرد سختی گیرها :
1- کاهش سختی آبهای آشامیدنی (طبق استاندارد( WHO مقدار سختی را در آبهای مصرفی بر حسب ca co3 معادل250 میلی گرم پیشنهاد شده است.
2- حذف سختی آب دیگ های بخار
3- حذف یا کاهش سختی آب در سیستم گرمایش و سرمایش
4- حذف یا کاهش سختی آب در صنایع نساجی و رنگرزی و....
مشخصات عمومی دستگاه های سختی گیر
⦁ ضخامت ورق به نحوی انتخاب می شود که ستون سختیگیر تا 7 بار فشار را تحمل کند.
⦁ پوشش داخلی دستگاه از دو لایه رنگ اپوکسی و سطح خارجی آن با ضدزنگ و رنگ روغن مناسب پوشانده می شود.
⦁ آب پخش کن ها و آب جمع کنها دستگاه از جنس P.V.C می باشد.
⦁ یك لایه شن سیلیسی دانه بندی شده.
⦁ هر دستگاه سختیگیر مجهز به مانومتر و شیر تخلیه هوا می باشد.
⦁ رزینهای کاتیونی دستگاه سختیگیر دارای ظرفیت بالایی می باشند.
⦁ هر دستگاه سختیگیر، دارای مخزن تهیه آب نمک و لوله کشی متناسب می باشد.
1- کاهش سختی آبهای آشامیدنی (طبق استاندارد( WHO مقدار سختی را در آبهای مصرفی بر حسب ca co3 معادل250 میلی گرم پیشنهاد شده است.
2- حذف سختی آب دیگ های بخار
3- حذف یا کاهش سختی آب در سیستم گرمایش و سرمایش
4- حذف یا کاهش سختی آب در صنایع نساجی و رنگرزی و....
مشخصات عمومی دستگاه های سختی گیر
⦁ ضخامت ورق به نحوی انتخاب می شود که ستون سختیگیر تا 7 بار فشار را تحمل کند.
⦁ پوشش داخلی دستگاه از دو لایه رنگ اپوکسی و سطح خارجی آن با ضدزنگ و رنگ روغن مناسب پوشانده می شود.
⦁ آب پخش کن ها و آب جمع کنها دستگاه از جنس P.V.C می باشد.
⦁ یك لایه شن سیلیسی دانه بندی شده.
⦁ هر دستگاه سختیگیر مجهز به مانومتر و شیر تخلیه هوا می باشد.
⦁ رزینهای کاتیونی دستگاه سختیگیر دارای ظرفیت بالایی می باشند.
⦁ هر دستگاه سختیگیر، دارای مخزن تهیه آب نمک و لوله کشی متناسب می باشد.
قلیائیت زدا
با استفاده از رزینهای مبادله یونی می توان قلیائیت آب را تا حد متعارف کاهش داد. برای این منظور رزین کاتیونی ضعیف و یا رزین آنیونی قوی مناسب است.
قلیائیت زدایی با رزین کاتیونی ضعیف
این نوع قلیائیت زدا برای کاهش سختی موقت، قلیائیت و املاح محلول آب مناسب می باشد و بار دستگاه سختیگیر و ستونهای کاتیونی قوی، آنیونی ضعیف و آنیونی قوی را کاهش می دهد.
مزایای قلیائیت زدای کاتیونی
⦁ قلیائیت زدای کاتیونی برای کاهش سختی موقت آب مناسب است. مخصوصا اگر آب عاری از سختی دائم باشد.
⦁ آب خروجی از قلیائیت زدای کاتیونی اسیدی می باشد. لذا یونهای بی کربنات آب به اسید کربنیک ناپایدار تبدیل می شوند. با عبور آب از یک دستگاه گاززدا، اسید کربنیک تجزیه شده و از آب خارج می شود. بدین ترتیب قلیائیت آب خام به مقدار زیادی کاهش می یآبد.
⦁ املاح محلول آب کم می شود.
⦁ پی اچ (pH) آب خروجی از قلیائیت زدای کاتیونی ضعیف حدود 4 می باشد که خود مشکلات حاصل از آب کاتیون زدایی شده با رزینها قوی کاهش می دهد.
⦁ رزینهای قلیائیت زدای کاتیونی با احیاء کننده های رقیق نیز احیاء می شوند. لذا استفاده از آنها در بستر رزین کاتیونی قوی و یا در بستری مجاور آن، از لحاظ اقتصادی مطلوب است.
⦁ قلیائیت زدای کاتیونی، سختی، قلیائیت و املاح محلول آب را کم می کند. لذا هزینه اولیه و هزینه احیاء مربوط به ستونهای کاتیونی و آنیونی تقلیل می یابد.
قلیائیت زدایی با رزین آنیونی قوی
این نوع قلیائیت زدا فقط برای کاهش قلیائیت آب مناسب می باشد. کاربرد آن محدود به آبهایی است که دارای کلر کمی می باشند. در این روش مقدار املاح آب نسبت به قلیائیت زدایی با رزین کاتیونی ضعیف بسیار کمتر کاهش می یابد. رزین اشباع با محلول آب نمک شستشو و احیاء می شود.
روش انتخاب سختی گیر
با داشتن دبی نرمال، ماکزیمم آب ورودی و ظرفیت سختی گیر، ازجدول زیر نوع سختی گیر تعیین می گردد.
