برای از بین بردن سختی آب و نرم کردن آب در صنعت از انواع دستگاه های رزینی و مواد رزینی مانند رزین کاتیونی ، رزین آنیونی ، رزین میکس بد و… برای این کار استفاده می گردد که هر یک دارای اجزای تشکیل دهنده و مکانیزمی مخصوص به خود می باشد.
کاهش سختی آب با دستگاه های سختی گیر رزینی :
دستگاه سختی گیر FRP
دستگاه سختی گیر فلزی
دستگاه سختی گیر استیلی
کاهش سختی آب با مواد رزینی:
رزین سختی گیر میکس بد
رزین سختی گیر کاتیونی
رزین سختی گیر آنیونی موارد فوق از جمله دستگاه ها و موادی است که برای کاهش سختی آب و نرم کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد.
برای کاهش سختی آب می توان از دستگاه سختی گیر رزینی به همراه رزین های کاتیونی استفاده نمود و از خسارات و هزینه های برنامه ریزی نشده جلوگیری نمود.
لازم به ذکر است که روش های مختلفی برای سختی گیری آب از صنعتی تا خانگی گرفته وجود دارند که در ادامه آورده شده اند:
سختی گیر رزینی
فیلتر کربن
روش اسمز معکوس
سختی گیر مغناطیسی
سختی گیر الکترونیکی
سختی گیر الکترولیتی
سختی گیر شیمیایی ته نشین کننده وغیر ته نشین کننده
سختی گیر دوزینگ فسفات تمامی این موارد بالا سختی گیر هایی هستند که برای حذف سختی آب های آشامیدنی، آب ورودی به بویلر و همچنین حذف سختی آب تغذیه برج خنک کن مورد استفاده قرار می گیرند. سختی گیر رزینی چیست؟
سختی گیر رزینی شامل یک پکیج متشکل از مخزن استوانه ای شکل از جنس فلز یا فایبر گلاس (FRP) با شیر چند راهه و مخزن آب و نمک جهت احیا رزین می باشد. شیر در سختی گیر های رزینی می تواند از نوع دستی، اتوماتیک و نیمه اتوماتیک باشد. سختی گیر های رزینی بر اساس جایگزینی یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت با یون های سدیم موجود در رزین عمل می کنند. برای عملکرد بهتر و کارایی مجدد باید به طور متناوب این رزین ها احیا شوند. برای این کار از طریق عبور دادن آب و نمک از روی رزین صورت می گیرد.
دستگاه سختی گیر رزینی معمولا دارای یک دریچه در بالا جهت وارد کردن مواد و یک دریچه در کنار جهت بازدید و سرویس می باشد. آب از بالا وارد دستگاه شده و با عبور از روی مواد رزینی عبور کرده و نهایتا توسط آب جمع کن های نصب شده به سمت شیر سلوولو منتقل می گردد.
ویژگی سختی گیر رزینی
جنس بدنه سختی گیر از فلز یا استیل و یا فایبرگلاس می باشد
رزین کاتیونی و رزین آنیونی
مجهز به شیر سلوولو اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک جهت Back Wash
حداقل فشار کاری در سختی گیر 2 اتمسفر و حداکثر 5 اتمسفر
سختی گیر از نظر شیر سرویس به دو نوع تقسیم بندی می شوند
سختی گیر رزینی تمام اتوماتیک
سختی گیر رزینی تمام اتوماتیک به سیستمی گفته می شود که عمل احیای رزین را پس از رسوب زدایی و گرفتن سختی آب به صورت خودکار انجام می دهد. این عمل توسط شیر تمام اتوماتیک انجام می گیرد و با توجه به برنامه ریزی که به سیستم داده شده توسط کیت های تشخیص به شیر تمام اتوماتیک فرمان بک واش و احیای رزین داده می شود. از لحاظ هزینه اولیه شیرهای تمام اتوماتیک نسبت به شیر های دستی سلو ولو نزدیک به 70 درصد بیشتر می باشند ولی از لحاظ راندمان و میزان هدر رفت آب در زمان بندی تعیین شده، صرفه اقتصادی بیشتری دارند. عملکرد سختی گیر تمام اتوماتیک بر مبنای میزان جریان و یا از طریق تنظیم زمان می باشد. سختی گیر رزینی نیمه اتوماتیک
سختی گیر های رزینی که عمل بک واش (Back Wash) و احیاء رزین را با یک شیر دستی سه حالته (شیر سلوولو) توسط اپراتور انجام می گیرد را سختی گیر نیمه اتوماتیک می نامند. تفاوت اساسی این نوع سختی گیر فقط در شیر بک واش می باشد که در نمونه نیمه اتوماتیک قابلیت برنامه ریزی برای احیاء رزین را نداشته و حتما توسط یک اپراتور به صورت مستمر انجام گیرد. تغییر حالت شیر سختی گیر رزینی نیمه اتوماتیک جهت بک واش به صورت دستی می باشد.
محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی
برای به دست آوردن ظرفیت سختی گی به سه پارامتر کلی سختی کل آب، دبی آب مصرفی و مدت زمان کارکرد دستگاه نیاز داریم. عوامل دیگری نیز در تعیین ظرفیت سختی گیر رزینی تاثیر گذار می باشند مانند نوع سطح جاذب جامد، جنس رزین تبادل کننده، میزان زمان تماس برای احیاء جنس ماده تبادل کننده، کیفیت آب و مقدار مواد احیاء کننده. طبق فرمول زیر ظرفیت سختی گیر رزینی تایین می گردد.
ظرفیت سختی گیر رزینی (گرین) = (رزینی گیر سختی از آب گذر میزان * گیر سختی دستگاه به سخت آب ورودی * 24 * 60) / 17.1
میزان گذر آب از سختی گیر رزینی بر حسب GPM و ورودی آب سخت به دستگاه سختی گیر بر حسب PPM می باشد.
مقدار سیلیس موجود درون دستگاه سختی گیر
مواد رزینی مخصوص (زئولیت) به ارتفاع 75 الی 200 سانتی متر درون مخزن ریخته می شود یعنی حدود نصف ارتفاع استوانه اصلی منبع سختی گیر و قبل از آن نیز سنگ سیلیس می ریزند. فرایند شستشو و احیاء رزین دستگاه سختی گیر
برای احیا نمودن رزین، طی فرایندی یون های سدیم موجود در محلول آب نمک جایگزین یون های کلسیم و منیزیم شده و رزین داخل مخزن دستگاه سختی گیر احیا (Regeneration) شده و مجددا قابلیت سختی گیری خواهد داشت.
در فرایند شستشو ابتدا باید دستگاه سختی گیر باید هواگیر شود.
شیر خروجی باید بسته شود و شیر آب ورودی باز شود.
اهرم شیر سلوولو در حالت شستشو قرار می دهید و عمل شستشو به صورت معکوس (Back Wash) انجام می گیرد و آب از قسمت انتهای دستگاه وارد مخزن شده و پس از عبور از روی سیلیس دانه درشت و رزین مواد معلق و جداشده را از قسمت فوقانی دستگاه به واسطه لوله تخلیه خارج کرده و به سمت فاضلاب هدایت می شود. با این روش مواد معلق از بستر رزین جدا شده و فشردگی بستر کاهش می باید. زمان بک واش ممکن است در سایز های مختلف متفاوت باشد اما به طور میانگین می توان 20 تا 40 دقیقه در نظر گرفت.
برای تبادل یونی رزین داخل مخزن سختی گیر، آب نمک را وارد مخزن سختی گیر کرده تا یون های سدیم جایگزین یون های کلسیم و منیزیم شود. این مرحله را احیاء رزین می نامند (Regeneration).
مخزن نمک که از جنس پلی اتیلن می باشد قبلا از آب سختی گرفته شده پر شده توسط نمک خاص با غلظت 10% آماده کنید. مقدار تعیین شده نمک داخل مخزن پلی اتیلن به ازاء هر100 لیتر آب 10 کیلوگرم نمک اضافه شود.
شیر مخزن نمک را با کرده و سپس اهرم شیر سلو ولو را در حات شماره 2 (Regen) قرار دهید.
هنگامی که آب مخزن نمک به طور کامل داخل مخزن سختی گیر تخلیه شد، شیر مخزن نمک را کاملا بسته و اجازه می دهیم رزین به مدت10 الی 15 دقیقه شستشو داده شود.
اهرم شیر سلو ولو را در حالت سرویس) Run (قرار دهید سپس شیر تخلیه را باز کرده تا رزین داخل مخزن با آب شستشو داده شود. تا زمانی که آب تخلیه شده مزه شوری بدهد این مرحله را ادامه می دهیم و هنگامی که آب مانند آب شهر کاملا مزه شوری را از دست داده و شیرین شد از خروجی آب نمونه سختی به عمل آورده و در صورت متناسب بودن میزان سختی، شیر تخلیه را را بسته و شیر خروجی را باز کنید.
مرحله آخر مخزن آب نمک را از آب سختی گرفته شده پر کرده و مقدار نمک توصیه شده را به آن اضافه می کنیم. این مرحله به منظور آماده نمودن مخزن آب نمک برای احیا بعدی می باشد.
کیفیت آب با یک سری خواص فیزیکی و شیمیایی آن مشخص می شود. برخی از ویژگی های مهم آب شامل سختی کل، کل مواد جامد محلول در آب TDS و درجه PH می باشد که تحت تاثیر مستقیم منبع تامین آب است. آب در موارد بسیاری از جمله آشامیدن، شست، شو و پخت و پز و در مصارف صنعتی شامل سیستم های گرمایشی و سرمایشی، دیگ های بخار و برج های خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد. وجود مواد جامد و فلزات موجود درآب در مصارف خانگی ممکن است سلامتی انسان را به خطر بیاندازد و در مصارف صنعتی باعث تشکیل رسوب در خطوط لوله کشی و تجهیزات می گردد. تشکیل رسوب سیستم لوله کشی باعث گرفتگی و در تجهیزات علاوه بر گرفتگی باعث کاهش راندمان و کاهش تبادل حرارت مناسب می شود. برای کاهش سختی می توان از دستگاه های سختی گیر استفاده کرد. دستگاه های سختی گیر در مدل های متنوعی موجود می باشند که پرکاربرد ترین آنها سختی گیر های مغناطیسی و سختی گیر های رزینی می باشند.
برخی از یون های موجود در آب مانند کلسیم و منیزیوم و نیز کاتیون های دو ظرفیتی و چند ظرفیتی موجب رسوب یا کف می شوند. برای جلوگیری از آسیب رسیدن به تجهیزاتی که در ارتباط با آب می باشند می توان از سختی گیر رزینی استفاده نمود.
مشکلاتی که رسوبات سختی آب باعث آنها می شود
رسوبی شدن و عدم حل شدن مواد صابونی که حاصل آن واکنش با سختی زیاد آب می باشد. این عمل باعث کاهش کارایی مواد شویند می گردد.
وجود سختی زیاد که باعث می گردد یون های سختی آب با مواد شوینده واکنش داده و ایجاد کف کند. در نتیجه باعث ایجاد لک بر روی انواع سطوح خواهد شد.
ایجاد رسوب روی تجهیزات صنعتی مانند برج های خنک کننده، انواع دیگ های فولادی و چدنی (دیگ های بخار، دیگ آب داغ و دیگ روغن داغ) و باعث ایجاد رسوب روی لوله های فولادی و ایجاد گرفتگی در لوله ها و شیرها می گردد. وجود رسوب روی سطوح تجهیزات صنعتی باعث افت کارایی، کاهش راندمان دستگاه، کاهش طول عمر تجهیزات و باعث افزایش مصرفی انرزی می گردد.
نکات کاربردی در مدت زمان کارکرد
میزان سختی آب در ورودی و خروجی سختی گیر باید تست گردد و با در نظر گرفتن اختلاف سختی، دستگاه بکواش و رزین، احیا گردد.
جهت بکواش و احیای رزین می بایست فشار سختی گیر کنترل شود، فشار حداقل بین 2 و 3 بار باشد تا انژکتور شیر به خوبی عمل کند و مکش به راحتی انجام گیرد.
بهترین فشار کارکرد برای سختی گیر رزینی می بایست بین 3 الی 4 بار باشد. چنانچه فشار خط بالاتر باشد باید از یک فشار شکن استفاده نمود.
در صورت وجود املاح معلق در آب ورودی به سختی گیر، بهتر است به منظور افزایش طول عمر رزین و بالا بردن راندمان دستگاه، از یک فیلتر شنی قبل از سختی گیر استفاده گردد.
در زمان جابجایی شیر سلوولو (شیر سختی گیر اهرمی) آن را به طرف خود کشیده و پس از جابجایی به آرامی رها شود تا از رساندن آسیب به شیر سختی گیر جلوگیری شود.
محل نصب سختی گیر باید طوری انخاب گردد که از یخ زدگی و و تابش آفتاب جلوگیری شود.
جهت سرویس و نگهداری شیر سختی گیر بهتر است سالی یک بار بدون اینکه شیر باز شود، مغزی آن باز شده، روغن یا گیریس کاری شود.
باید از یخ زدگی و یا خشک شدن رزین به مدت طولانی جلوگیری شود چرا که این دو حالت باعث از بین رفتن رزین می گردد. در این صورت باید رزین تعویض شود. جهت جلوگیری از این حالت باید همیشه رزین را مرطوب نگهداری کرد.
مزایای دستگاه سختی گیر رزینی
از بین بردن سختی آب و بالا بردن کیفیت آب
هزینه های مصرف انرژی کاهش می یابد
کاهش مصرف مواد شوینده و تغییر رنگ البسه
عدم تشکیل لکه های سفید رنگ روی سطوح
افزایش طول عمر تاسیسات صنعتی، سیستم های لوله کشی و شیرآلات
نرمی و درخشندگی موی سر پس از استحمام همچنین نرمی و لطلافت پارچه ها و البسه پس از شستشو بالاترین کارایی بین سیستم های سختی گیر دارد.
