سختی آب
آبی که حاوی مواد معدنی (غالبا کلسیم و منیزیم) بیشتری نسبت به آب معمولی باشد آب سخت گفته می شود. تماس آب با ترکیبات آهکی موجود در زمین باعث ورود عوامل سختی به آب می گردد. آبهای زیرزمینی از سختی زیادتری نسبت به آب های سطحی برخوردارند. در زبان عامیانه وقتی روی شیرهای آب سفیدک می بندد یا درون لوله ها پر از گچ یا آهک می شود و مسدود می گردد در حقیقت این آب سخت است که باعث این اتفاق می شود و به همین دلیل باید در دستگاه های تهویه مطبوع از سختی گیر استفاده کرد.
دسته بندی آب برحسب سختی ارائه شده توسط سازمان کیفیت آب آمریکا
- اگر نتیجه اندازه گیری سختی کل آب عددی بین ۱ تا ۱۷.۱ (ppm) باشد به آن آب ، آب نرم می گویند.
- به آبی که سختی آن صفر باشد آب خالص یا آب مقطر گفته می شود . این آب در تولید باطری ها ، شستشوی دستگاه های آزمایشگاهی ، بیمارستانی استفاده می شود.
- اگر مقدار رسوب موجود در آب بین ۱۷.۱ تا ۶۰ (ppm) باشد به آن “آب اندکی سخت” گفته می شود.
- آب متوسط سخت دارای سختی در محدوده ۶۰ تا ۱۲۰ (ppm) می باشد.
- آب سخت آبی است که سختی کل یعنی total hardness در رنج ۱۲۱ تا ۱۸۰(ppm) باشد.
- در نهایت به آبهایی که TH آنها بیشتر از ۱۸۱ (ppm) باشد آب خیلی سخت گفته می شود.
سختی گیر
سیستمی است که به واسطه عبور دادن آب دارای املاح از درون رزین با فشار بالا با بدنه ای فلزی یا فایبرگلاس به تصفیه آب و حذف آهک کمک می کند. به منظور طراحی ظرفیت سختی گیر ضروری است دبی آب در گردش، سختی کل آب منطقه و مدت زمان بکواش رسوب گیر اندازه گیری شود.
استفاده از سختی گیر آب در موتورخانه‌ها
یکی از دلایل کاهش ضریب انتقال حرارت و کاهش تبادل حرارت، سختی و املاح موجود در آب است. این املاح با گرم و سرد شدن آب، روی سطوح تبادل حرارتی چون داخل دیگ، منابع کویل دار، چیلر ها، مبدل‌های حرارتی و غیره تشکیل رسوب می‌دهند و همین امر است که سرعت انتقال حرارت را کاهش می دهد.
ترکیباتی همچون بی‌کربنات کلسیم، منیزیم، سولفات، کلرور و نیترات کلسیم سختی آب را شکل می‌دهند. به ترکیبات بی‌کربنات کلسیم و منیزیم در آب سختی موقت و به ترکیبات دارای سولفات، کلر و نیترات کلسیم و منیزیم سختی دائم می‌گویند.
این دو نوع سختی در کنار هم سختی کل آب را تشکیل می‌دهند. برای محافظت موتورخانه‌ها می بایست سختی گیر نصب گردد.
مهمترین روش های سختی گیری از آب
- جدا کردن املاح کلسیم و منیزیم با استفاده از مواد شیمیایی
- تبدیل املاح کلسیم و منیزیم به املاح سدیم
- سبک کردن آب با درهم کردن دو روش قبلی
- به صورت مغناطیسی
روش های مختلفی برای مقابله با مسئله تشکیل رسوب پیشنهاد شده است ولی عموماً از دو روش زیر استفاده می شود.
۱- سختی گیر رزینی
این دستگاه امروزه به علت کارایی بالا و راهبری آسان در صنعت و در مصارف شرب بسیار گسترده شده است. این سختی گیر در ابعاد و اندازه های متنوعی طراحی و تولید می شود و می توان گفت که در هر مکان و هر نوع شرایطی راندمان بالایی در حذف سختی از آب دارند.
در محاسبه و انتخاب یک سختی گیر رزینی پارامترهای زیر موثرند:
- دبی آب ورودی به سختی گیر
- سختی آب ورودی
- نوع و ظرفیت رزین
- سیکل احیاء و شستشو (فاصله زمانی بین دو تا احیاء رزین‌ها)
موارد استفاده از سختی گیرهای رزینی
- سیستم های تهویه مطبوع
- تغذیه آب دیگ های بخار
- تغذیه آب برج های خنک کننده
- تصفیه ی فاضلاب
- خشکشویی ها و رستوران های بزرگ
- تجهیزات اسپری کردن آب
اساس کار سختی گیر مغناطیسی خنثی کردن کریستال‌های کلسیم می‌باشد. میدان مغناطیسی این دستگاه، یک جریان القایی ایجاد می کند که این جریان القایی با تاثیر بر یون های کلسیم و کلسیم کربنات، باعث می شود کریستال های کلسیم کربنات از کلسیت به آراگونیت تغییر شکل پیدا کرده و همانند کلسیت مایل به رسوب گذاری در بویلر ها و دیگ های بخار نخواهد بود.
عیب اصلی سختی گیر مغناطیسی این است که عملا سختی آب را حذف نمی کنند بلکه باعث می شوند که یون های سخت تمایلشان نسبت به رسوب گذاری کم تر شود.
بنابراین برای صنایعی که نیازمند “حذف” سختی آب هستند، سختی گیر مغناطیسی توصیه نمی شود. توجه داشته باشید که اگر بین مسیر سختی گیر مغناطیسی و بویلر یا دیگ بخار، ایستگاه پمپاژ قرار داشته باشد یا به نحوی آب دچار تلاطم شود، کریستال های کلسیم کربنات به کلسیت تغییر شکل پیدا کرده و مجددا تمایلشان برای رسوب گذاری بالا می رود.
از جمله مزایای آن می توان به عدم نیاز به برق و باطری به دلیل استفاده از میدان مغناطیسی دائمی قوی و نصب بسیار آسان و بدون نیاز به نگهداری اشاره نمود.
انواع سختی گیرهای مغناطیسی
- مغناطیسی (میدان مغناطیسی)
- الکترومغناطیسی (میدان الکترو مغناطیسی)
- الکترونیکی (میدان الکترو مغناطیسی متغیر)
