سختی گیر – سختی گیر رزینی

مفهوم سختی گیر رزینی  

در این مقاله قصد داریم به بررسی دستگاه سختی گیر رزینی آب و ساختارش بپردازیم:

سختی گیر در واقع همان رسوب گیر می باشد که آب سخت و املاح آن را با فشار بالا از درون رزین عبور می دهد و با این کار عمل تصفیه آب و حذف آهک را آسان تر می کند. برای طراحی سختی گیر رزینی با ظرفیت مناسب،باید دبی آب، سختی آب مورد نظر و زمان بک واش رسوب گیر محاسبه بشود. شرکت فنی و مهندسی ایکو با استفاده از فرمول محاسبه ظرفیت سختی گیر و تجربه و مهارت کافی در این زمینه، ظرفیت سختی گیر را محاسبه کرده و به مشتریان عزیز در امر خرید و انتخاب، راهنمایی و مشاوره میدهد.

علت سختی آب چیست؟

به دلیل اینکه آب با ترکیبات آهکی زمین در تماس می باشد، عوامل سختی وارد آب می شود. میزان سختی آب های زیرزمینی خیلی بیشتر از آب های سطحی است. به بیان ساده تر، دلیل سفیدک بستن روی شیرهای آب یا گچ گرفتن داخل لوله ها سختی آب می باشد.

از نشانه های دیگر سختی آب می توان به ته نشین شدن آهک در ظرف، سفید شدن اطراف شیر و کف نکردن صابون نیز اشاره کرد. زمانی که در حمام شامپو استفاده می کنید چنانچه کف کمی ایجاد شود و یا بعد از شستن ظرفی متوجه لکه های سفید بر روی ظرف بشوید، تمامی این موارد حاکی از این موضوع است که آب منطقه ی شما سخت می باشد. سختی آب بر روی عملکرد ماشین ظرف شویی و لباس شویی  نیز تاثیر دارد.

آب سخت

آب سخت به آبی گفته میشود که در آن مقدار زیادی یون های کلسیم و منیزیم وجود داشته باشد.البته مواد معدنی دیگری مثل آهن ، منگنز ، آلومینیوم و روی در آب وجود دارند ، اما مقدار آنها بسیار کم است و میتوان از آنها چشم پوشی کرد.

نوع سختی آب

سختی آب به دو نوع سختی موقت و سختی دائمی تقسیم میشود.سختی موقت آب را با جوشاندن میتوان از بین برد ، اما برای حذف سختی دائمی آب باید از روش هایی به غیر از حرارت دادن استفاده کرد.

وجود یون کلسیم و منیزیم در آب دلیل بوجود آمدن رسوب در وسایل گرمایشی و سرمایشی مانند پکیج ، تبدیل کننده های حرارتی ، دیگ های بخار ، برج های خنک کن و … است و باعث کاهش فشار آب در این تجهیزات و هم چنین ایجاد آسیب جدی در آنها میشود که با نصب سختی گیر آب میتوان این مشکل را تا حدودی برطرف کرد.

دستگاه سختی گیر رزینی بهترین نوع سختی گیر ، جهت زدودن سختی آب است.دستگاه سختی گیر رزینی با استفاده از روش تعویض یون ، اقدام به کاهش املاح منیزیم و کلسیم در آب مینماید.در این روش با کمک گرفتن از رزین و جایگرینی یون های کلسیم و منیزیم با سدیم، سختی آب از بین میرود.

منبع آب در طبیعت

• آب های زیر زمینی مثل چاه ها و قنات ها (می تواند اصطلاحا شیرین یا شور و با سختی پائین یا بالا باشد – یعنی به عبارتی رنج TDS و TH هر عددی می تواند باشد ).
• آب های سطحی مثل رودخانه ها و چشمه ها ( غالبا شیرین هستند ولی ممکن است سختی آن ها بالا باشد – یعنی به عبارتی رنج TDS در آن ها عموما پائین و TH می تواند به نسبت بالا باشد ).
• آب اقیانوسها و دریاها ( اغلب شور هستند – – یعنی TDS  بالایی دارند ).

لازم به ذکر است که در هر جا یا وسیله ای که تبادل حرارتی و یا افزایش حرارت در تماس با آب رخ می دهد، اگر سختی در آب وجود داشته باشد ( TH > 0 )  ، قطعا شاهد رسوب گذاری خواهیم بود.

به عنوان مثال در بویلرهای صنعتی ، تبدیل کننده های  حرارتی ، برجهای خنک کننده و موارد مشابه درصنعت و حتی در مصارف خانگی مانند آب گرم درون کتری یا سماور این رسوب گذاری آب به وضوح قابل مشاهده است.

لذا سیستم های رزینی بابت حذف رسوب گذاری آب بر مبنای تکنولوژی تبادل یونی طراحی و ساخته شد.

حذف املاح

باید توجه داشت که سیستم سختی گیر رزینی تنها سختی اب را کاهش داده یا حذف میکند اما قادر به شیرین سازی آب یا حذف املاح آب نیست.

در زیر نمودار ساده و عمومی یک دستگاه سختی گیر رزینی را می بینید :

دستگاه سختی گیر رزینی

ساختار دستگاه سختی گیر رزینی آب

درون سختی گیر سیلیس و رزین های تبادل یونی قرار دارد و ساختار آن شامل مسیر ورودی، مسیر خروجی، مسیر آب نمک، مسیر تخلیه شستشو، مسیر احیا و بک واش است. دو دریچه یکی بالای سختی گیر ودیگری در پایین آن دسترسی به درون سختی گیر رزینی را ممکن میکند.

منبع نمک در کنار سختی گیر قرار دارد که در واقع وظیفه ی آن احیای سختی گیر می باشد. در قسمت بالایی منبع اصلی سختی گیر، یک گیج قرار دارد که وظیفه ی محاسبه افت فشار در سختی گیر را بر عهده دارد.

بزرگترین شیر سختی گیر شیر سلویید ولو نامیده می شود که مسیر آب در لوله های سختی گیر را تغییر می دهد. دیگر شیرهای سختی گیر عبارتند از شیر هواگیری، شیر ورودی، شیر خروجی، شیر خط نمک، شیر تخلیه در مسیر بک واش و شیر تخلیه شستشو.

شیر هواگیری: شیر کوچکی میباشد که در بالای سختی گیر قرار میگیرد.

شیر ورودی: در مسیر ورودی سختی گیر قرار دارد.

شیر خروجی: بر روی لوله ی مسیر خروجی نصب شده است.

شیر خط نمک: بر روی لوله ی مسیر آب نمک قرار دارد.

شیر تخلیه: بر روی لوله ی مسیر بک واش قرار میگیرد.

شیر تخلیه شستشو: بر روی لوله ی مسیر تخلیه شستشو قرار دارد.

مخزن آب نمک سختی گیر

این مخزن از جنس پلی اتیلن است که در آن محلول بسیار غلیظی از آب و نمک قرار دارد. شیر سختی گیر از این محلول بسیار غلیظ استفاده و عملیات احیا را آغاز میکند و رزین های سختی گیر را احیا میکند تا بدین ترتیب عملیات حذف سختی آب بهبود پیدا کند.

واحد سنجش سختی آب GPG و PPM است اگربعد از تست آب میزان کلسیم و یا منیزیم بیشتر از 7GPG یا 120PPM باشد نیاز به سختی گیر دارید.

میزان سختی آب

انواع سختی آب

سختی موقت آب: سختی موقت آب با جوشاندن آب از بین میرود.

سختی دایم آب: با بکارگیری مواد شیمیایی،  کم و یا حذف میگردد و این سختی با حرارت دادن و جوشیدن از بین نمیرود.

سختی دایمی =سختی کلسیم+سختی منیزیم

تفاوت آب سخت با آب نرم

قیمت دستگاه سختی گیر رزینی آب:

یکی از دغدغه های اصلی خریداران در هنگام خرید سختی گیر، قیمت آن می باشد. امروزه با توجه به اینکه در بازار، رقابت شدیدی وجود دارد، خریداران با چالش قیمت های مختلف روبرو هستند.

چه عواملی بر قیمت دستگاه سختی گیر رزینی آب موثر است؟

• ظرفیت
• جنس بدنه
• ضخامت بدنه دستگاه
• نوع شیر کنترلی و نوع نازل
• جنس و میزان رزین
• تجهیزات جانبی دستگاه مانند تانک نمک، گیج و…
• اتوماتیک یا دستی بودن

مهم ترین فاکتور برای محاسبه ی قیمت یک سختی گیر رزینی، محاسبه ی حجم دستگاه می باشد. عوامل دیگری که در قسمت بالا به آن اشاره شد نیز در قیمت نهایی دستگاه تاثیر دارند. به صورت کلی می توان گفت که هرچقدر ظرفیت دستگاه بالاتر باشد، به دلیل اینکه به رزین بیشتر و مخزن با ظرفیت بالاتری نیاز دارد، بدون شک قیمت سختی گیر نیز بالاتر خواهد بود.

از نظر جنس بدنه، قیمت سختی گیر فایبرگلاس از مدل فلزی گران تر می باشد.

نوع و کیفیت رزین هم در قیمت نهایی سختی گیر موثر است. به طور مثال رزین پرولایت در مقایسه با آکوالایت یا هیدرولایت، قیمتش گران تر می باشد.

مزیت های استفاده از دستگاه سختی گیر رزینی آب

افزایش کارایی لوازم منزل و سیستم لوله کشی

ایجاد رسوب، باعث خوردگی گالوانیکی سیستم لوله کشی میشود و در نتیجه لوله ها پوسیده می شود و نیاز به تعویض پیدا میکند که خود این موضوع بسیار هزینه بر میباشد. در سیستم گرمایشی موتور خانه استفاده از سختی گیر رزینی ضرورت دارد.

کاهش هزینه مصرف انرژی

در صورتی که سختی آب بالا باشد تمامی لوازم منزل که با آب سروکار دارند مانند دستگاه قهوه ساز، کتری، ماشین لباسشویی و ماشین ظرفشویی  با راندمان کمتری کار می کنند و مصرف انرژی در آنها بیشترمی شود. محاسبات نشان میدهد که مصرف لوازم گرم کننده برقی که از آب سختی گیر شده استفاده میکنند در حدود 29 درصد در سال کاهش پیدا می کند.

کاهش مصرف مواد بهداشتی

استفاده از آب سختی گیری شده باعث کاهش مصرف مواد بهداشتی و شوینده نظیر مایع دستشویی، ظرفشویی و صابون میشود.

جلوگیری از ایجاد لکه های سفید روی لباس ها و سطوح

سختی بالای آب لکه هایی روی سینک ظرفشویی، شیرآلات، کاشی و لباس ایجاد می کند که امری ناخوشایند از نظر ظاهری میباشد.

حفظ سلامت و درخشندگی موها پس از استحمام

استفاده از آب سختی گیری شده و سالم باعث سلامت مو و ایجاد درخشندگی  ولطافت موها پس از استحمام میشود.

انواع روشهای گرفتن سختی آب

گرفتن سختی آب

ساده ترین روش گرفتن سختی آب استفاده از رزین تبادل یونی است که با بهره گیری از روش تبادل یون، سختی آب را از بین میبرد. یون های سختی مانند کلسیم و منیزیم که همراه با آب وارد محفظه میشوند، از رزین عبور میکنند  و رزین،  یون سدیم خود را با کلسیم و منیزیم جابجا می کند.

اینگونه است که یون های سخت حذف میشوند و آب نرم از سختی گیر بیرون می آید. وقتی که رزین بعد از 8 تا 72 ساعت  از یون های سخت پر میشود دیگر نمیتواند عمل سختی گیری را انجام بدهد. بنابراین باید احیای سختی گیر رزینی را آغاز کنیم به این منظور آب نمک را از رزین عبور داده تا سدیم نمک، جایگزین یون های سخت گردد و هم چنین برای حذف اضافات روی رزین از روش بک واش نیز استفاده میکنند.

عدم رسوب سختی

روش دیگر گرفتن سختی آب استفاده از آهن رباهای طبیعی ویا انواع میدان مغناطیسی است که توسط جریان های الکتریکی ایجاد میشود. بدین صورت که میدان مغناطیسی آهنربا از اینکه کلسیم موجود در آب به دیواره لوله ها بچسبد، جلوگیری میکند و این موضوع باعث میشود که کلسیم موجود در آب رسوب نکند.

یک روش جدید دیگر بهره وری از فیلتر تصفیه آب KDF  میباشد که دارای خاصیت نرم کنندگی است و میتوان در تصفیه آب سخت از آن استفاده کرد. نکته قابل توجه این است که KDF کلسیم آب را نمیگیرد اما از تشکیل رسوب جلوگیری میکند.

از انواع فیلتر آب که شامل فسفات میباشد نیز میتوان برای نرم کردن آب استفاده کرد. فسفات،  مانع تشکیل رسوب میشود و می توان از فسفات برای تصفیه آب استفاده کرد.

برای خرید دستگاه سختی گیر  با شرکت فنی مهندسی ایکو  ارتباط برقرار کنید.این مجموعه براساس استانداردهای به روز و با استفاده از متریال با کیفیت اقدام به طراحی و ساخت انواع سختی گیر رزینی با کیفیت های بسیار عالی در ظرفیت های مختلف نموده است.

انواع سختی گیر

سختی گیر تمام اتوماتیک

به سیستم رسوب زدایی که پس از انجام سختی گیری از آب، و بر اساس به میزان سختی آب و مقدار مصرف، میتوانند جهت احیای رزین برنامه ریزی شوند، سختی گیر اتوماتیک می گویند.

این فرآیند با بهره گیری از شیرهای تمام اتوماتیک بدون نیاز به اپراتور قابل انجام است. قیمت شیر های اتوماتیک به صورت معمول حدود 75 درصد از قیمت شیرهای سلو ولو همان سایز بیشتر می باشد.

در اکثر موارد، مدل های ساخت کشور تایوان مورد استقبال افراد قرار می گیرد. می توان گفت که شیر تمام اتوماتیک جریانی نسبت به شیرهای اتوماتیک زمان دار از نظر میزان شستشو و هدررفت آب، بازده و صرفه اقتصادی بیشتری دارند.

سختی گیر نیمه اتوماتیک

دستگاهی که روی آن شیر نیمه اتوماتیک یا سولو ولو می بندند و قابلیت برنامه ریزی جهت ارسال دستور مکش و کارکرد را ندارد، سختی گیر نیمه اتوماتیک نامیده می شود. در سختی گیرهای نیمه اتوماتیک، یک اپراتور به صورت مستمر باید در فواصل زمانی مشخصی نسبت به تغییر حالت شیر و انجام عملیات بکواش اقدام کند.

نخستین و مهم ترین پارامتر برای محاسبه قیمت سختی گیر رزینی، محاسبه حجم دستگاه است. عوامل دیگر مانند جنس و ضخامت بدنه ( FRP یا فلزی) ، فشار کاری ، اتوماتیک یا دستی بودن دستگاه نیز در تعیین قیمت نهایی تاثیر دارند.به طور کلی، هرچقدر که ظرفیت دستگاه بیشتر باشد، به دلیل اینکه به میزان رزین بیشتر و مخزن با ظرفیت بالاتر نیاز داریم، قیمت سختی گیر نیز افزایش خواهد یافت.

از نظر جنس بدنه، قیمت سختی گیر فلزی از مدل فایبرگلاس ارزان تر می باشد. البته توجه داشته باشید که این تنها ملاک قیمت گذاری به شمار نمی آید. به عنوان نمونه، دستگاهی که در فشار کاری 6 بار کار میکند در مقایسه با سیستمی که در فشار 4 بار کار میکند قیمت بالاتری خواهد داشت. این افزایش قیمت بدان علت است که برای استحکام بیشتر به جوش‌های بیشتری در بدنه نیاز خواهیم داشت.

بدون شک، قیمت سختی گیر اتوماتیک از قیمت مدل نیمه اتوماتیک یا سولو ولو با همان مشخصات فنی بالاتر خواهد بود.

یکی دیگر از عوامل موثر در قیمت نهایی نوع و کیفیت رزین مورد استفاده است. به طور مثال، اگر رزین پرولایت استفاده شود، نسبت رزین آکوالایت و یا هیدرولایت قیمت بالاتر خواهد بود.

فرآیند شست و شوی دستگاه سختی گیر رزینی بسیار شبیه به انجام همین فرآیند در فیلتر شنی تحت فشار می باشد. جالب است بدانید که از نظر شکل ظاهری نیز این دو دستگاه بسیار شبیه به هم هستند.

لازم به ذکر است که در سختی گیرهای تمام اتوماتیک شست و شو با آب و احیا با آب نمک در ساعات مشخص و در اثر تغییرات معینی همچون افزایش سختی خروجی صورت می گیرد.

به طور کلی،فرآیند احیای رزین جهت استفاده مجدد در سختی گیر رزینی در طی چهار مرحله انجام می گیرد که عبارتند از:

شست وشوی معکوس سختی گیر 

در هنگام کارکرد عادی دستگاه سختی گیر، آب از سمت بالا وارد ستون سختی گیر می شود و به سمت پایین بستر می رود. با کارکرد بیشتر دانه های رزین در اثر جذب مواد معلق آب چسبنده و متراکم می گردند.

در شست و شوی معکوس یا همان BackWash سختی گیر، آب به صورت برعکس از پایین به بالا جریان دارد. این کارعلاوه بر خارج ساختن ذرات معلق گرفتار شده در بستر، حجم بستر را نیز افزایش می دهد تا بدین ترتیب میزان تراکم کاهش پیدا کند.فرآیند بک واش یا همان شست وشوی معکوس سختی گیر رزینی آب حدودا چند دقیقه طول می کشد.

تزریق آب نمک 

پس از پایان عملیات شست و شوی معکوس سختی گیر، آب نمک به آرامی از بستر عبور داده می شود تا عمل احیای رزین کاتیونی انجام شود. احیا به معنای جایگزینی یون سدیم به جای کسیم و منیزیم روی سطح رزین می باشد.

همواره این نکته را مد نظر داشته باشید که زمان احیا به حجم رزین، غلظت آب نمک و میزان نمک مصرفی و اصولا شرایط در نظر گرفته شده برای احیا رزین بستگی دارد.

به صورت معمول، آب نمک در یک مخزن پلاستیکی کنار دستگاه سختی گیر نگهداری می شود و توسط شیر سلوولو جهت احیای رزین کاتیونی به داخل ستون مکیده می شود. حجم مخزن نمک به مدل سختی گیر رزینی بستگی دارد. مقدار نمک نیز با توجه به ظرفیت دستگاه ، معمولا به ازای هر کیلو گرم از ظرفیت دستگاه 15 g نمک به مخزن آب نمک افزوده می شود.

شست و شو با آب تمیز

پس از عبورآب نمک ، آب نیز به آهستگی از بستر سختی گیر عبور داده می شود.پس از آن شدت جریان آب را افزایش می دهند تا توسط  آن ذرات نمک و آب نمک باقی مانده در بستر دستگاه سختی گیر به طور کامل تخلیه گردد.

استفاده مجدد

پس از انجام عملیات احیای رزین کاتیونی ، دستگاه سختی گیر به صورت مجدد برای انجام کار آماده خواهد بود و آب سخت را برای نرم سازی از آن عبور می دهند.

نصب و راه اندازی سختی گیر

همان طور که می دانید،نصب و راه اندازی سختی گیر رزینی اهمیت بسیار زیادی دارد. توجه داشته باشید که موارد زیر را به دقت اجرا کنید تا سختی گیر آب از راندمان بالایی برخوردار باشد.

دستگاه نرم کننده آب لازم است که در نزدیک ترین محل به آب ورودی منازل نصب شود تا بدین ترتیب تمامی سیستم های لوله کشی بتوانند از این آب استفاده نمایند.

همواره به این مسئله توجه داشته باشید که این سیستم قبل از آبگرمکن و پکیج شما قرار بگیرد، زیرا بیشترین صدمه به سیستم های گرمایشی آب گرم وارد می شود.

چنانچه می خواهید سختی گیر آب را در یک مکان خشک و هم سطح نصب نمایید باید نزدیک به خط اصلی آب ، یک پریز برق جهت روشن کردن سیستم و یک تخلیه برای محلول نمک حاصل از چرخه بازسازی باشد.

در اکثر موارد مشاهد می شود که در دستگاه های سختی گیر، شیر بای پس در قسمت آب ورودی و خروجی تعبیه می گردد تا در صورت نیاز به تعمیر یا در هنگام نصب برای تامین آب نرم مورد نیاز تجهیزات گرمایشی و سرمایشی در آن مقطع با مشکلی مواجه نشوید.

نکته حائز اهمیت دیگر که در هنگام نصب سختی گیر باید به آن توجه داشته باشید این است که این دستگاه از سایر تجهیزات گرمایشی اعم از مبدلهای حرارتی و بویلرها دور باشد. همچنین دستگاه نباید در مجاورت مواد خورنده اسیدی یا مغناطیسی قرار بگیرد.

دستگاه سختی گیر را بهتر است که در جایی کم نور و عاری از رطوبت نصب نمایید. پس از رعایت این موارد ضروری است که کلیه ی مراحل نصب سختی گیر توسط یک تعمیرکار ماهر انجام شود.

مراحل نصب سختی گیر 

• اتصال نازل کف مخزن به لوله ورودی به مخزن سختی گیر با چسب
• گذاشتن  لوله داخل مخزن سختی گیر و اتصال نازل بالایی به شیر کنترلی
• متصل کردن قسمت بالایی لوله به شیر کنترلی
• نصب ورودی واشرکانکتور به پورت ورودی شیر کنترلی
• نصب خروجی کانکتور به پورت خروجی شیر کنترلی
• نصب گیج فشار بر روی لوله آب ورودی
• نصب شیرآلات و اتصالات ورودی ، خروجی و بای پس
• وصل کردن قطعه کنترل دبی به خروجی شیر کنترلی
• سفت کردن قطعه اتصال شلنگ تخلیه در محل خود
• اتصال مخزن آب و نمک با استفاده از مهره های اتصال و تیوپ و بوشنها و گذاشتن سر دیگر شلنگ درون تانک نمک

آب مناسب برای سلامتی از نظر درجه سختی چه ویژگی هایی دارد؟

آب نرم کلیه ی املاح معدنی طبیعی مورد نیاز انسان را دارا می باشد.البته لازم به ذکر است که آبی که کلیه املاح آن حذف شده باشند نیز برای سلامتی انسان بسیار مضر است.این قضیه بدان علت است که وجود مقداری کلسیم و منیزیم برای سلامت انسان به ویژه کودکان در حال رشد بسیار مفید است.

همواره این نکته را مد نظر داشته باشید که میزان سدیم موجود در آب نباید بیش از 300 میلی گرم در هر لیتر آب باشد.

تحقیقات صورت گرفته حاکی از آن است که یک فرد در طول روز حدود دو تا سه قاشق غذاخوری نمک،از منابع مختلف دریافتمی کند.

میزان جذب سدیم از طریق آب نرم  به سختی آب بستگی دارد. به طور متوسط ، کمتر از 3٪ جذب سدیم به خاطر نوشیدن آب نرم است.

یکی از شیوه های کاهش املاح محلول آب ، استفاده از روش تعویض یون است که روش بسیار مفیدی برای حذف پاره ای از املاح موجود در آب به شمار می آید. در این روش از رزین های تعویض یونی ، یا همان سختی گیر رزینی ، استفاده می گردد.