سیستم سختی گیر (Water Softener) شامل مخزن استوانه ای حاوی مواد سختی گیر(رزین های تبادل یونی) می باشد. این مواد یون های کلسیم و منیزیم را با سدیم جا به جا کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کند. در مصارف شرب اگر سختی آب بالاتر از حد مجاز یعنی ppm 500 باشد، بیماری هایی مانند سنگ کلیه را به دنبال دارد و در مصارف صنعتی باعث رسوب در مخازن و از بین بردن جداره لوله ها و اتصالات می شود.
آب سخت اثر پاک کنندگی مواد شوینده را کاهش می دهد. آب با سختی بالا مشکلات زیادی را به دنبال دارد. سختی آب فاکتوری است که با آزمایش آب مشخص می شود.
انواع سختی گیر از نظر عملکرد
در طراحی و ساخت سختی گیر آب با توجه به فرآیند و شیوه ای که برای جدا کردن املاح و یون ها به کار برده میشود، نوع دستگاه تعیین می شود. هر یک از این دستگاه ها روش های مختلفی را برای حذف سختی آب به کار می برند. به عنوان مثال برخی برای حذف کلسیم و سدیم از مواد شیمیایی استفاده می کنند و برخی آنها را به املاح سدیم تبدیل می کنند. در برخی از دستگاه ها از روش های مغناطیسی استفاده نموده و تا حد زیادی می توانند در گرفتن سختی آب موثر باشند و در برخی نیز از روش های ترکیبی استفاده میشود.
روش های بدست آوردن آب نرم و حذف املاح موجود در آب با توجه به میزان املاح، نوع آنها و همچنین صنعتی که از آب نرم استفاده می کند متغییر می باشد. به طور کلی دستگاه های water Softener را می توان بر اساس نحوه کارکرد و عملکرد به چند گروه کلی تقسیم بندی نمود که عبارتند از:
سختی گیر رزینی
سختی گیر مغناطیسی
اسمز معکوس
الکترونیکی
فیلتر کربنی
سختی گیر رزینی
از روشهای متداول سختی زدایی استفاده از دستگاههای سختی گیر رزینی می باشد. دستگاه شامل یک استوانه فلزی است که در داخل آن ماده سختی زدا (رزین تبادل یونی) قرار گرفته است. رزین های مذکور می توانند یون سدیم را با یون کلسیم و منیزیم در آب مبادله نموده و جایگزین آنها نماید . راه اندازی ، بهره برداری و تجدید بار دستگاه می تواند به صورت دستی و نیمه اتوماتیک یا تمام اتوماتیکی انجام گیرد. دستگاههای سختی گیر رزینی مورد استفاده در تصفیه آب، بیشتر به صورت استوانه فلزی هستند، که در داخل آن، ذرات رزین قرار می‌‌گیرند.
کاربرد رزین در تصفیه آب و حذف سختی آن در دو نوع اتوماتیک و نیمه اتوماتیک می باشد که هر یک دارای ویژگی های خاصی هستند. از جمله تفاوت های موجود در آنها شیوه احیا و تمیز کردن دستگاه سختی گیر می باشد. در سختی گیر تمام اتوماتیک فرآیند شستشو که در اغلب مواقع بک واش می باشد، بدون نیاز به دخالت اپراتور و انسان، به صورت خودکار انجام میشود و رزین ها مجدد احیا می گردند. در مقابل، برای تمیز کردن رزین ها در نوع سختی گیر نیمه اتوماتیک، اپراتور این فرآیند را انجام می دهد.
از مهم ترین کاربردهای سختی گیر رزینی می توان به صنعت چرم سازی، نساجی، قالیشویی، لبنیات و صنایع غذایی، صنایع نفت و پتروشیمی، بتن ریزی و ساختمان سازی اشاره نمود.
کاربرد دستگاه سختی گیر (water Softener)
همان طور که اشاره شد، سختی موجود در آب نه تنها بر سلامتی افراد بلکه در کیفیت محصولات تولید شده در صنعت نیز اثر منفی ایجاد خواهد کرد. در نتیجه می توان از آن در حوزه های مختلف استفاده نمود که از مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
جلوگیری از عملیات رسوب‌گذاری در دستگاههای گران قیمت
کاهش سختی و تصفیه آب آشامیدنی
پیشگیری از گرفتگی لوله‌ها
مزایای استفاده از سختی گیر آب
همان طور که اشاره شد دستگاه های سختی گیر آب کاربرد بسیار گسترده ای در مصارف خانگی و صنعتی دارند که دلیل آن مضراتی می باشد که املاح موجود در آب بر محیط های مختلف ایجاد می کنند. اصلی ترین دلایل اهمیت سختی گیری آب عبارتند از:
کلرورهای کلسیم و منیزم موجود در آب به شدت موجب خوردگی دیواره های دیگ های بخار، لوله های انتقال آب و سایر فلزات می گردد.
سولفات های کلسیم و منیزم به مرور بر دیوار و مسیر انتقال آب در تاسیسات مولد نیرو، لوله های آب خانگی و آبگرمکن ها ایجاد رسوب می کنند.
وجود بیش از 3000 میلی گرم کلرو سدیم در آب موجب شوری، مزه بد و غیر قابل شرب بودن آن می گردد.
Co2 آزاد شده از کربنات و بی کربنات پتاسیم و سدیم با آب واکنش انجام داده و اسید کربنیک تولید خواهد شد. اسید کربنیک به شدت بر لوله ها و جداره دیگ های صنعتی اثر منفی ایجاد می کند.
سختی بیش از اندازه در آب برای سلامتی انسان مضر بوده و تشکیل انواع سنگ‌های کلیه، مثانه و سوء هاضمه از آن جمله می‌‌باشد.
ایجاد رسوب در دیگ‌های بخار فشار بالا، که باعث کاهش راندمان بر اثر انتقال حرارت پایین و در نتیجه بالا بردن دمای کاری دیگ توسط کاربر برای جبران کسری انتقال حرارت و به تبع آن افزایش مصرف سوخت خواهد شد.
ایجاد رسوب در برج‌های خنک کن، چیلر و سایر سیستم‌های حرارتی و برودتی و کاهش راندمان آنها و یا از کار افتادن کل سیستم
به علت سختی موجود در آب، قدرت شویندگی انواع مواد صابونی کاهش می‌‌یابد بطوریکه بازدهی شوینده‌ها در آب سخت نصف بازدهی آنها در آب نرم است.
در صنایع نساجی و رنگرزی باعث افت کیفیت رنگ میشود.
