انواع روش های سختی گیر آب برحسب جنس بدنه و کارکرد آن می تواند متفاوت می باشد. دستگاه سختی گیر آب مهم ترین کاربردهایش تصفیه آب است. دستگاه سختی گیر آب با عبور آب سخت املاح معدنی مانند کلسیم و منیزیم را از بین می برند و از رسوب ترکیبات و املاح جلوگیری میکنند. این مساله برای دستگاه هایی مانند برج‌های خنک‌کننده، چیلرها و همه تأسیسات موتورخانه، دستگاه های مورد استفاده در صنایع و … اهمیت زیادی دارد. علاوه بر این، برای روش های تصفیه آب به منظور تهیه آب شرب از دستگاه سختی گیر آب استفاده می شود.

با توجه به میزان سختی آب باید ابزارها و امکانات مورد نیاز برای دستگاه سختی گیر آب تامین شود. به عنوان مثال برای دستگاه سختی گیر رزینی آب باید از رزین تبادل یونی از نوع سختی گیر آب استفاده شود که می تواند بسته به سختی آب، رزین های کاتیونی، میکس بد و یا آنیونی باشد. همین مساله می تواند روی هزینه ها تاثیر داشته باشد. زیرا قیمت رزین سختی گیر آب بر اساس میزان قدرت، برند، نوع (کاتیونی- آنیونی – میکسبد) می تواند متفاوت باشد. علاوه بر این مهم ترین پارامتر موثر بر روی هزینه دستگاه سختی گیر اب میزان ظرفیت آن است. برای مشاهده لیست قیمت دستگاه سختی گیر رزینی آب به صورت اتوماتیک و دستی می توانید از طریق همین لینک اقدام کنید.

انواع روش های سختی گیر آب

بر اساس میزان سختی آب می توانید از انواع روش های سختی گیر آب استفاده کنید. هر کدام از این روش ها مزایا و معایبی دارند و نیازمند تجهیزات متفاوتی هستند. به صورت کلی روش های سختی گیر اب عبارتند از:

سختی گیر آب با روش مغناطیسی آب

تصفیه آب مغناطیسی (که به عنوان تصفیه مغناطیسی ضد مقیاس یا AMT شناخته می شود ) روشی است که ظاهراً سختی آب  را با عبور از میدان مغناطیسی به عنوان یک جایگزین غیر شیمیایی به منظور نرم شدن آب کاهش می دهد. تصفیه آب مغناطیسی ثابت نشده و غیر علمی تلقی می شود. یک مطالعه در سال 1996 توسط آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور هیچ اثر قابل توجهی از تصفیه آب مغناطیسی بر تشکیل رسوب نشان نداد.

با توجه به اینکه فروشندگان دستگاه های تصفیه آب مغناطیسی اغلب از عکس ها و گواهی نامه ها برای حمایت از ادعاهای خود استفاده می کنند، اما در عمل این مدل ها جزئیات کمی از آب را حذف می کند.

در اصل دستگاه سختی گیر مغناطیسی نمی تواند سختی آب را به صورت کامل از بین ببرد و تنها قادر است املاح درون آب از قبیل کاتیون و آنیون را کنترل کند. به همین دلیل این روش برای مکان هایی که دارای سختی آب بالا هستند مناسب نمی باشد. این روش در واقع می تواند اثرات رسوب زدایی را کمتر کند. این روش می تواند موجب افزایش انتقال حرارت در مبدل‎‌ها شود و رسوبات موجود در جداره‌ها را برطرف نمایند. به بیان ساده تر استفاده از دستگاه سختی گیر مغناطیسی برای تصفیه آب  فقط می تواند باعث افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش خوردگی در لوله‌ها شود.

سختی گیر آب با روش الکتروشیمیایی

سختی گیر آب با استفاده از روش‌های سنتی عمدتاً از نوع تصفیه‌ به روش های شیمیایی است که معمولاً یون‌های دیگری را وارد منبع آب می‌کند که باعث آلودگی آب می‌شود. این در حالی است که تصفیه الکتروشیمیایی مزایای زیادی دارد اول اینکه عدم وارد کردن آلاینده در منبع آب  و دوم اینکه عدم تولید حجم زیادی از پساب های غلیظ و زباله های جامد می باشد.

معمولا دو نوع روش الکتروشیمیایی برای حذف سختی آب وجود دارد. یکی از آنها رسوب الکتروشیمیایی (EP) است که یون های سختی را از طریق ایجاد یک محیط با pH بالا در اطراف سطح کاتد توسط واکنش های زیر حذف می کند:
O2 + 2H2O + 4e− → 4OH−

محیط قلیایی منجر به واکنش های بارش به شرح زیر می شود:
Mg2 + + 2OH− → Mg(OH)2 ↓.

واکنش های آندی اصلی واکنش الکترولیتی H2O است که در آندهای پایدار بعدی (DSA) اکسیژن تولید می کند.

مورد دیگر انعقاد الکتریکی (EC) است که یون‌های سختی را نه تنها با رسوب در سطح کاتد مانند EP، بلکه با جذب Ca2 + و Mg2 + به لخته Al(OH)3n تولید شده از سطح آند Al نیز حذف می‌کند. [15] به شرح زیر است: Al → Al3 + + 3e- Al3 + + 3OH- → Al(OH)3 است.

معایب روش های الکتروشیمیایی سختی گیر آب

 روش الکتروشیمیایی EP برای رسوب کافی یون‌های سختی به سطح کاتد بالایی نیاز دارد، که ناگزیر منجر به هزینه‌های بالا و تمیز کردن سنگین سطح کاتد می‌شود.  روش الکتروشیمیایی EC همیشه حجم زیادی از لجن را برای انحلال آند Al تحت چگالی جریان بالا تولید
می کند که سازگار با محیط زیست نیست.

سختی گیر آب با روش رزین تبادل یونی

با توجه به اینکه رسوب منجر به کاهش جریان عبوری در داخل لوله ها می شود و به دنبال آن دبی سیال عبوری از لوله نیز کم می‌شود.  راهکار سختی گیر آب با روش رزین  تبادل یونی برای رفع این مشکل مورد استفاده قرار می گیرد که دراین روش از دو مخزن استفاده می شود. یک مخزن برای اضافه‌ کردن نمک که از جنس پلی اتیلن می باشد و دیگری برای عبور سختی آب که از جنس فلزی یا فایبرگلاس است.

در این روش با استفاده از بستر رزین یون‌های کلسیم و منیزیم با  یون‌های سدیم با روش مبادله حذف می‌شوند و سختی آب با عبور از رزین کاهش می‌یابد. این روش با موفقیت آب را نرم می کند و آن را برای استفاده روزانه مناسب می کند.در بازه ای از زمان باید بستر رزین  احیا و بازسازی شود که این امر  با نمک اتفاق می افتد.

 سختی گیر رزینی شامل یک شیر کنترل ثابت در بالای مخزن رزین آب صنعتی است. این شیر کنترل ثابت به منظور احیای مجدد در زمان مشخص یا اندازه گیری تصفیه آب و تولید مجدد مورد استفاده قرار می گیرد. به‌ طورکلی آب سخت حاوی املاحی از قبیل کلسیم، منگنز و منیزیم است که به‌ مرور زمان باعث رسوب در دیواره‌های لوله‌‎ ها و تاسیسات شده و می تواند عملکرد و کارایی تاسیسات را تحت تاثیر قرار دهد و یا منجر به مسدود شدن لوله ها شود. از معایب این روش می‌توان به مصرف مقدار زیاد نمک و تخلیه دوباره فاضلاب بسیار شور بعد از مرحله تولید اشاره کرد.

سختی گیر آب با روش اسمز معکوس

سختی گیر اب با روش اسمز معکوس (RO) یک تکنیک بسیار کارآمد برای تصفیه آب است. در این روش آب آلوده از یک فیلتر ممبران نیمه تروا عبور داده می شود و ناخالصی ها و مواد معدنی محلول در آب دفع می شوند. این سیستم بسیار کارآمد و خوب است تا جایی که می توان  ۹۹ درصد تمام املاح جامد موجود در آب را از بین برد و آب خالص تولید کرد. اما این روش سختی گیر آب بیشتر در صنایع و کارخانه‌های بزرگ مورداستفاده قرار می‌گیرند و در صنایع کوچک از نظر اقتصادی به‌صرفه نیستند! زیرا هزینه های اولیه این روش گران هستند و در عین حال بالا بودن هزینه های تعمیر و نگهداری باعث شده تنها صنایع بزرگ از این روش استفاده کنند.این روش اغلب برای دیگ‌های بخار که شدت رسوب‌گذاری بالاتری دارند مناسب است.

سختی گیر آب با روش فرآیند آهک- سودا

این مدل سختی گیر آب  شامل واکنش یون های کلسیم و منیزیم در آب سخت با آهک (هیدروکسید کلسیم) و خاکستر سودا (کربنات سدیم)  برای تولید رسوبات نامحلول است. در مرحله بعد،  آب نرم شده با حذف این رسوبات از طریق ته نشینی یا فیلتراسیون تولید می شود. تصفیه آب در مقیاس بزرگ، مانند تصفیه مورد نیاز برای تامین آب شهری، اغلب از روش آهک-سودا استفاده می کند.

سختی گیر آب با روش تقطیر

روش تقطیر می تواند ناخالصی ها و سختی آب را حذف کند. این شامل گرم کردن آب تا جوشیدن به منظور تبخیر است تا مایع تغلیظ  شود و مواد معدنی محلول در این فرآیند متراکم گردند. سختی دائم و موقت آب را می توان  با روش تقطیر از بین برد و آب شفاف و نرم شده تولید کرد.یکی از معایب این روش تقطیر انرژی بر بودن آن باشد و کندی عملکرد  است که می تواند برای  کاربردهای بزرگ مناسب نباشد.

سختی گیر آب با روش کیلاسیون

سختی گیر آب با روش کیلاسیون یک فرآیند شیمیایی است که در آن آب سخت با ترکیبات کیلیت نرم می شوند. مواد کیلیتی مانند ماده ای به نام اتیلن دی آمین تترا استیک اسید (EDTA) با یون های کلسیم و منیزیم ترکیب می شوند و کمپلکس هایی ایجاد می کنند که مانع از سخت شدن مواد می شوند. این ترکیبات به صورت محلول هستند و به راحتی فیلتر می شوند. یکی از معایب این روش هزینه بالا و نیاز به دوز مداوم مواد شیمیایی کیلیت است که منجر می شود به عنوان یک راهکار موقتی برای سختی آب مورد استفاده قرار گیرند.

مزایای استفاده از انواع روش های سختی گیر آب

با توجه به اینکه یون های سخت در آب می توانند باعث آسیب های جدی به تاسیسات و سلامتی انسان شوند باید از روش های سختی گیر تصفیه اب استفاده شود. برخی از مزایای استفاده از انواع روش های سختی گیر اب عبارتند از :

• کاهش یون های مخرب کلسیم و منیزیم در آب که می توانند باعث رسوب و خورندگی در دیواره‌های بولر و دیگ‌های بخار شوند
• کاهش آسیب های جدی برای بدن از جمله  کاهش بیماری سنگ کلیه و سنگ مثانه
• افزایش طول عمر شیرآلات، سیستم لوله‌ کشی و تأسیسات ساختمان‌های اداری، مسکونی و تجاری
• مانع کاهش فشار آب داخل سیستم های لوله‌کشی‌ کارخانه‌ها، برج‌های خنک‌کننده، چیلر و تأسیسات گرمایشی ساختمان‌ها
• استفاده از دستگاه سختی گیر می تواند باعث کاهش هزینه مصرف انرژی و راندمان بالا در دستگاه ها شود
• کاهش میزان مصرف مواد شوینده  و ایجاد کف بیشتر برای شستشو و در نهایت راندمان بالاتر
• کاهش گرفتگی تأسیسات و لوله ها به دلیل استفاده از دستگاه سختی گیر
• لطافت و نرمی بیشتر در مو و لباس ها به دلیل وجود آب نرم

منبع: medium.com –