سختی گیر منبعی است که درون آن سیلیس و رزین های تبادل یونی قرار دارد و عمل سخت گیری آب که بیشتر به یون های کلسیم و منیزیم مربوط است را انجام می دهد. سختی آب بیشتر به یون های کلسیم و منیزیوم مربوط می ‌شود که با سختی گیر رزینی می‌ توان به روش تبادل یونی به وسیله رزین کاتیونی سختی آب را حذف کرد. لوله کشی سخت گیر شامل مسیر ورودی، مسیر خروجی، مسیر آب نمک، مسیر تخلیه شست و شو و مسیر احیا و بک واش می باشد. در این مقاله درباره ی انواع سختی گیر و معایب و مزایا آن جمع آوری شده است.

سختی گیر بویلر بخار چیست؟

سختی گیر دستگاهی است که میزان سختی آب را گرفته و رسوب آب و سختی آب را کاهش می ‌دهد و به قصد ورود به دیگ بخار استفاده می شود. همه ی انواع آب ها دارای میزانی سختی می باشند؛ به دلیل آن که آب در داخل بویلر بخار می جوشد و تبدیل به رسوب می گردد. در صورتی که داخل بویلر بخار دارای رسوب باشد هم طول عمر لوله های داخل دیگ بخار کاهش می یابد و هم با نشستن رسوب بر روی لوله ها و کوره دیگ بخار باعث کاهش راندمان دیگ بخار می شود. رسوبات چسبیده شده به لوله و کوره دیگ بخار مانع از انتقال راحت انرژی گرمایی حاصل از سوختن سوخت به آب در دیگ بخار می شود.

سختی آب چیست؟

واژه ی سختی آب و یا آب سخت زمانی به کار برده می شود که در آب یون های کلسیم و منیزیم وجود داشته باشد. البته لازم به ذکر است عوامل دیگری نیز به همراه کلسیم و منیزیم در آب وجود دارند، اما به علت غلظت پایین آن ها می‌ توان از آن ها صرف نظر کرد. با این حال در منابع مختلف علمی سختی آب را مستقیماً با وجود یون های منیزیم و کلسیم مرتبط دانسته اند. هنگامی که غلظت این یون ها در آب بالا می ‌رود؛ آب دارای سختی بیشتری می‌ شود که این سختی بالای آب می تواند دارای تبعاتی در صنعت یا استفاده خانگی باشد. برای مثال در استفاده از آب سخت مشاهده می ‌شود که شوینده های صابونی به خوبی در آب سخت حل نمی شوند‌.

سختی گیر

انواع سختی آب:

سختی آب که حاصل از وجود یون های منیزیم و کلسیم در آب است، به دو نوع زیر تقسیم می شود:

همانطور که گفته شد و سختی آب به دو قسمت دائم و موقت تقسیم می ‌شوند که در آن سختی موقت را می‌ توان با جوشاندن آب حذف کرده و سختی دائم فقط با مصرف مواد شیمیایی ممکن است کم و یا حذف گردند. امروز سختی را به دو قسمت کربناتی و غیر کربناتی تقسیم می‌ کنند. سختی کربناتی از کربنات ها و بی کربنات های کلسیم و منیزیم و سختی غیر کربناتی شامل کلرور و سولفات این دو فلز است.

انواع سختی گیر:

تا به امروز روش های گوناگونی برای حذف سختی آب ارائه شده که می ‌توان به روش های مانند اسمز معکوس، سختی زدایی  با سختی گیر مغناطیسی، تبادل یونی، روش های حرارتی و غیره اشاره کرد. عمل سختی گیری آب توسط روش ها و دستگاه های مختلفی انجام می شود که هر یک دارای مکانیزم و اجزای تشکیل دهنده خاص خود می باشند.

انواع مختلف سخت ‌گیر به شرح زیر است:

سختی گیر الکترونیکی:

سختی گیر الکترونیکی مانع از به وجود آمدن رسوب در دستگاه و تجهیزات می شود. این سختی گیر با جلوگیری و دفع رسوبات از قبل شکل گرفته است. بر روی دیواره لوله ها مانع از آسیب رساندن آن به دستگاه و تجهیزات می شود. سختی گیر الکترونیکی با افزایش انتقال حرارت به مبدل ها باعث جلوگیری از هدر رفت انرژی شده است. اگر خوردگی لوله آب کم شود نتیجه آن طول عمر لوله ها و تجهیزات بالا رفته که این یکی دیگر از کارهای دستگاه سختی گیر الکترونیکی است. با بالا رفتن حلال بودن آب که تحت تاثیر رسوب زدایی الکترونیکی انجام شده، مواد شوینده مانند شامپو و صابون به خوبی کف می کنند. با به کار گیری از سخت گیری الکترونیکی احتیاج ما به سختی گیر های شیمیایی، تبادل یونی و اسید شویی از بین خواهد رفت.

سختی گیر الکترونیکی باعث تغییرات فیزیکی در آب نمی شود. علاوه بر سازگاری با محیط زیست بر خلاف سختی گیر های شیمیایی و تبادل یونی که باعث افت کیفیت آب می ‌شود، مرغوبیت آب را همچنان خوب و مطلوب حفظ می‌ کند. نصب سخت گیر الکترونیکی خیلی ساده است و بدون نیاز به برش لوله می باشد. این نوع سختی گیر با برق شهر کار کرده و در موقع نوسان یا قطع برق سیستم اتوماتیک شروع به کار کرده و به برق اضطراری وصل می شود.

سختی گیر آب مغناطیسی:

سختی گیر مغناطیسی نوعی سختی گیر بوده که اساس کارش خنثی کردن کلسیم از زمانی که آب از حوزه مغناطیسی دستگاه عبور می‌کند. در اثر جریان القایی ناشی از میدان مغناطیسی شکل کلسیم کربنات به کلسیت آرگونیت تغییر پیدا می‌ کند و این گونه کلسیم آب خنثی می ‌شود و دیگر رسوب نخواهد بست. بعد از آن در یک سیکل بسته به هنگام مرحله drain از مدار خارج می شود.

مزایای سختی گیر آب مغناطیسی:

معایب استفاده از سختی گیر مغناطیسی:

دستگاه سختی گیر اسمز معکوس

استفاده از سیستم اسمز معکوس در تامین آب شیرین کاربرد فراوانی داشته و در کشور های مختلف از آن برای تامین آب شرب استفاده می شود. کاربرد های این سیستم در کشورمان بسیار وسیع بوده و در صنایع غذایی، نوشابه سازی، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس به شرح زیر است:

سختی گیر

سختی گیر فیلتر کربن:

فیلتر کربنی یا همون فیلتر شنی دستگاهی است که با فیلتراسیون فیزیکی آب باعث حذف ذرات معلق موجود در آن نظیر رنگ، مواد آلی، پلانکتون، باکتری ها و ذرات حاصل از خوردگی می شود. در این دستگاه آب حاوی ذرات معلق را از بستری از ذرات سیلیس عبور می دهند. فیلتر کربنی برای تصفیه آب های سطحی دریا، استخر ها، چاه و غیره استفاده می شود. در استخر ها پس از مدتی چربی و ذرات اضافی از بدن انسان و ذرات اضافی از محیط وارد آب استخر می شود. فیلتر شنی می ‌تواند با تصفیه کردن این آب به صورت فیزیکی و عبور دادن آب از روی سیلیس در چندین مرحله و حذف ذرات ناخالص بر روی سطح سیلیس آب ورودی به استخر ها را تصفیه کند.

کاربرد های مهم فیلتر کربنی:

کاربرد های فیلتر شنی و فیلتر کربنی به شرح زیر می باشد:

سختی گیر رزینی یا مکانیکی:

رایج ترین نوع سختی گیر در بازار سختی گیر رزینی می باشد که برای کاهش میزان سختی آب استفاده می ‌شوند. سختی گیر اصولاً به عنوان نرم کننده عمل نمی کند. یعنی مواد معدنی سخت را از آب پاک نمی کند، بلکه از چسبیدن یا ته نشین شدن مواد سخت بر روی سطوح جلوگیری می کند. برای آن که بتوانیم آب سخت را نرم کنیم، تنها با استفاده از پاک کردن مواد معدنی کلسیم و منیزیم می توان کار را انجام داد. اگر رسوبات بر روی سطوح خارجی لوله های درون دیگ بخار که به آب در تماس هستند چسبیده شوند، این کار باعث کاهش راندمان دیگ بخار می گردد؛ چون به عنوان یک مانع بین لوله و سطح آب و عمل می کند.

رزین های تبادل یونی به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

طرز کار سختی گیر رزینی:

سختی گیر های رزینی با استفاده از جایگزین کردن یون های سخت منفی در آب سخت با اتم سدیم مثبت که در درون رزین وجود دارد عمل می کند. بعد از تصفیه کردن میزان قابل توجهی آب توسط رزین های داخل سخت گیر به صورت متناوب باید احیا شوند تا از رسوب مواد معدنی در آن ها جلوگیری گردد. معمولاً عمل احیا در بازه هایی که بویلر بخار نیاز نیست و در طول شب صورت می پذیرد و سپس آب موجود در مخزن بدون سختی گیری وارد سیستم شده تا روند شست و شو پایان یابد. یکی از راه ‌ها برای این که از خروج سخت‌ گیر سیستم جلوگیری شود، استفاده از دو مخزن سختی گیر است که اصطلاحاً به سختی گیر دوبلکس معروف است، استفاده می ‌شود.

کاربرد های سختی گیر رزینی:

سختی گیر رزینی در مصارف تجاری، صنعتی و شهری استفاده می گردد که تعدادی از کاربرد های آن به شرح زیر است:

مزایا دستگاه سختی گیر آب رزینی:

سختی گیر آب دارای مزایایی است که تعدادی از آن ها به شرح زیر است:

معایب دستگاه سختی گیر آب رزینی:

سختی گیر ها دارای معایبی هستند که به شرح زیر می باشد:

سختی گیر رزینی

سختی گیر شیمیایی ته نشین کننده:

این سختی گیر برای شست و شوی لباس کاربرد دارد. با عوامل سختی آب ترکیب شده و آن را نرم می کنند و باعث می شوند که کلسیم و منیزیم رسوب کرده و در شست و شو دخالتی نخواهند داشت. از معایب آن، این است که آب را قلیایی کرده و ممکن است به برخی پارچه ها آسیب برساند.

سختی گیر شیمیایی غیر ته نشین کننده:

این مدل از سختگیری هم برای شست و شوی لباس ها بسیار مناسب بوده و برخلاف ته نشین کننده رسوبی تشکیل نمی ‌شود. مکانیزم آن واکنش فسفات با کلسیم و منیزیم می‌ باشد. از معایب آن قیمت بالا و همچنین عدم سازگاری با محیط زیست است.