دستگاه سختی گیر رزینی چیست؟

توضیحات:

  • به نام خدا

    همان طور که از نام سختی گیر رزینی پیداست، منبعی است که به وسیله رزین های تبادل یونی و سیلیس باعث گرفتن سختی آب می‌شود. مسیر لوله‌کشیِ دستگاه های سختی گیر از قسمت های مختلفی تشکیل شده است. که شامل: مسیر ورودی، مسیر خروجی، مسیر آب نمک، مسیر تخلیه و شست‌وشو، مسیر احیاء و مسیر بک واش می‌باشد. سختی گیر رزینی دارای دو دریچه یکی در پایین و دیگری در بالا است، که این دریچه ها دسترسی به داخل سختی گیر را امکان پذیر کرده است.

    منبع اصلی سختی گیر ، توسط لوله مسیر آب نمک به یک منبع نمک متصل می‌باشد. وظیفه ی اصلی این منبع نمک که در کنار منبع اصلی قرار دارد، احیای سختی گیر است. محاسبه افت فشار در سختی گیر و نمایش فشار آب داخل سختی گیر ، توسط یک گیج که در قسمت بالای منبع اصلی سختی گیر طراحی شده است، انجام می‌شود.

    شیر هواگیری سختی گیر رزینی

    شیر موجود در دستگاه سختی گیر رزینی

    شیرهای متصل به سختی گیر

    شیر سلویید ولو : این شیر اصلی ترین و بزرگ ترین شیر سختی گیر می باشد، که در لوله‌های سختی گیر وظیفه تعویض مسیر آب برای کاربردهای مختلف را دارد.

    شیر هواگیری : شیر کوچکی که در قسمت بالای سختی گیر قرار دارد.

    شیر ورودی : این شیر بر روی لوله ی مسیر ورودی سختی گیر نصب شده است.

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

    شیر نمونه برداری : این شیر بر روی لوله ی مسیر خروجی است، با این تفاوت که شیر نمونه برداری قبل از شیر خروجی قرار گرفته است.

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

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

    شیر تخلیه شست و شو : بر روی لوله ی مسیر تخلیه شست و شو قرار دارد.

    سختی آب
    منظور از واژه آب سخت یا سختی آب، حضور یون های کلسیم و منیزیم در آب است. هرچند موارد دیگری نیز به جز یون های کلسیم و منیزیم ممکن است در آب حضور داشته باشند، اما به دلیل حجم کم و غیرقابل ملاحظه آنها میتوان از آن ها صرفنظر کرد. به‌طورکلی در منابع علمی آب سخت مساوی است با حضور یون های کلسیم و منیزیم.

    انواع مختلف سختی آب
    سختی موقت ( سختی کربنات) : این نوع سختی با جوشاندن و حرارت دادن آب گرفته می‌شود و از بین میرود. مانند جرم هایی که در داخل سماورها مشاهده می‌کنید. سختی کربناتی از کربنات ها و بیکربنات های کلسیم و منیزیم می‌باشد.

    سختی دائم ( غیر کربنات) : این نوع سختی با حرارت دادن و جوشاندن حذف نمی‌گردد، بلکه فقط توسط مواد شیمیایی حذف می‌شود. سختی بی کربناتی دربرگیرنده سولفات و  کلرور این دو فلز می‌باشد.

    مناسب ترین روش برای از بین بردن سختی آب هایی با pps زیر 700، استفاده از سختی گیر رزینی می‌باشد. مقدار سختی آب نه تنها در آب های صنعتی حائز اهمیت است، بلکه در مسئله بهداشت عمومی هم دارای اهمیت فراوانی می‌باشد.

    در میان املاح مولد سختی آب ، سولفات های منیزیم و کلسیم باعث ایجاد رسوبات سختی در دیواره سازه های تولید نیرو می‌شوند، همچنین کلرورهای کلسیم و منیزیم خواص خورندگی زیادی دارند، اما برعکس، کربنات ها و بیکربنات های سدیم و پتاسیم نه خورنده‌اند و نه باعث تشکیل رسوب می‌شوند، اما این امکان وجود دارد که به دلایلی co2 اسیدی خود را از دست بدهند. طی این فرآیند، co2 در آب با به وجود آوردن اسید کربنیک، دیواره لوله ها و دیگ ها را دستخوش تغییراتی می‌نماید.

    حد مجاز املاح آب : بعضی از املاح مانند کلرور های سدیم اگر بیشتر از 3000 میلی گرم در لیتر در آب وجود داشته باشند، طعم و مزه و خواص نا مناسبی به آب می‌دهند، در این حالت آب شور و غیر قابل آشامیدن میباشد. همچنین املاحی مانند سولفات سدیم اگر مقدارش از حد مجاز بیشتر شود باعث تشکیل کف در دیگ های بخار و بروز مشکلات معده میشود. در مجموع مقدار مجاز املاح محلول در آب، نبایستی بیشتر از 500 میلی گرم در لیتر باشد. برای رفع این مشکلات امروزه استفاده از سختی گیر رزینی توصیه می‌گردد.

    روش پیشنهادی کلارک برای گرفتن سختی آب

    روش پیشنهادی کلارک برای گرفتن سختی آب

    سبک کردن آب

    اگر بتوان املاحی که سختی آب را ایجاد کرده‌اند با ته نشین کردن و یا صاف کردن جدا سازی نمود، عمل سبک کردن آب اتفاق می‌افتد.

    قدمت سبک سازی آب به حدود 200 سال پیش بر می‌گردد. در سال 1776 گاوندیش با استفاده از آهک سعی در سبک کردن آب داشت، که موفق هم شد. سپس در سال 1800، توماس هانزی مطالعات فراوانی در رابطه با سبک سازی آب به وسیله ی آهک انجام داد.

    در سال 1841 توماس هانزی و کلارک در شهرداری محل خود، روش های خاصی برای سبک کردن آب ارائه نمودند. در سال 1876 روشی که این دو دانشمند طراحی کرده بودند، به وسیله پورت گسترش فراوانی پیدا کرد. تا مدت ها روش این دو دانشمند به نام پورتر-کلارک مشهور بود.

    در این روش استفاده از فیلتر برای رسوب های به وجود آمده، پیشنهاد داده شده بود. روش کلارک برای از بین بردن سختی های کربناتی و بی کربناتی مورد استفاده قرار می‌گرفت.

    چهار اصل سبک کردن آب
    تخمین مواد شیمیایی لازم با داشتن آنالیز کامل آب.

    امکان مخلوط شدن سریع آب و مواد شیمیایی و انجام فولیکولاسیون در اثر به هم زدن.

    تخمین زمان مورد نیاز برای ته نشین شدن رسوبات حاصله.

    آماده نمودن آب صاف جداسازی شده، برای عملیات بعدی.

    روش های اصلی سختی گیری آب
    جداسازی یون های کلسیم و منیزیم به وسیله مواد شیمیایی .

    مبدل نمودن املاح کلسیم و منیزیم به املاح سدیم .

    سبک سازی آب با ادغام دو روش فوق .

    روش های مغناطیسی تصفیه آب .

    سختی گیر رزینی و رزین کاتیونی

    سختی گیر رزینی و رزین کاتیونی

    انواع مختلف سختی گیر ها
    تا به امروز، راهها و روشهای مختلفی برای از بین بردن سختی آب طراحی شده است. سختی گیری آب به وسیله روش ها و دستگاه های متفاوتی صورت میگیرد، که هر کدام دارای قسمت های تشکیل دهنده و مکانیزم اجرایی خاصی می‌باشند. از انواع مختلف سختی گیرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

    سختی گیر رزینی

    سختی گیر فیلتر کربن

    سختی گیر اسمز معکوس

    سختی گیر مغناطیسی

    سختی گیر الکترونیکی

    سختی گیر رزینی
    در سختی گیر رزینی محفظه‌ای از رزین طراحی شده است، که از راه تبادل یون، یون های سخت از جمله منیزیم و کلسیم را که همراه آب وارد سختی گیر آن محفظه می‌شوند را عبور می‌دهد. در این قسمت رزین که دارای یون سدیم(Na) می‌باشد آن را با کلسیم و منیزیم مبادله میکند.

    بنابراین به وسیله رزین سختی آب گرفته می‌شود و از سختی گیر آب نرم خارج میشود. بعد از گذشت مدتی(معمولا بسته به شرایط بین 8 تا 72 ساعت) به دلیل اشباع شدن رزین از یون های سخت، رزین دیگر قادر به گرفتن سختی آب نیست. به منظور حل این مسئله باید سختی گیر را احیا نمود. در احیاء ، برعکس سختی گیری، آب نمک را از محفظه ی رزین عبور می‌دهیم تا سدیم نمک(Nacl) جایگزین یون های سخت بشود و رزین دوباره قادر به سختی گیری شود. ناگفته نماند قبل از احیا، بک واش را نیز به منظور از بین بردن لرد های روی رزین انجام می‌دهند.

    مزایای روش تبادل یونی
    هزینه سرمایه گذاری و احداث کم

    تاسیسات ساده و بهره برداری آسان

    دارای قابلیت کارکرد به صورت اتوماتیک و دستی

    قابلیت راه اندازی در ابعاد بزرگ و کوچک

    تصویر دستگاه سختی گیر رزینی

    تصویر دستگاه سختی گیر رزینی

    اجزای سختی گیر رزینی   
    1: رزین کاتیونی

    هر دستگاه سختی گیر با توجه به گنجایش و ظرفیتش از مقادیر متفاوت رزین کاتیونی پر می‌شود. به عبارتی دیگر قلب هر سختی گیری، رزین های داخل آن است.

    دانه های شیمیایی رزین وظیفه سختی گیری آب را بر عهده دارند، بر روی بستری از سیلیس ریخته می‌شوند. حداقل بستر لازم برای دانه های رزین 75 سانتی متر می‌باشد. ضرورت وجود بستر شنی در زیر لایه های رزین غیر قابل انکار است، به دلیل احتمال فرار رزین ها از نازل های جمع کننده آب در کف مخزن. رزین استفاده شده در سختی گیر از نوع رزین های کاتیونی قوی در چرخه ی سدیم می‌باشد.

    املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین موجود در آب، می‌توانند رزین کاتیونی را فرسوده و خروجی دستگاه سختی گیر را کاهش بدهند. همچنین وقتی مقدار کلر موجود در آب بیشتر از 2 میلی گرم در لیتر باشد و آب دارای املاح آهن و منگنز باشد عمر رزین کاتیونی به نصف کاهش می‌یابد. امروزه مشخص شده است، علت نشت سختی در صنایع ، پس از گذشت دو یا سه سال، تنها وجود عوامل مخرب در آب ورودی به سختی گیر می‌باشد.

    تصویر شیر سلویید ولو

    تصویر شیر سلویید ولو

    2: نازل سختی گیر

    نازل ها می‌توانند از جنس برنجی و یا پلاستیکی باشند، ولی اکثرا از جنس pvc هستند. نازل ها بر روی صفحه‌ای با فاصله‌های معین و منظم از هم قرار می‌گیرند. وظیفه ی نازل ها جمع آوری آب نرم از کف مخزن سختی گیر می‌باشد.

    3: محفظه محلول آب نمک سختی گیر

    در طی احیای رزین و هنگام شست و شوی رزین کاتیونی از این محفظه که شامل سنگ نمک و آب است، استفاده می‌شود. جنس این محفظه ها از پلاستیک (پلی‌اتیلن) می‌باشد که به وسیله شیر سلویید ولو  محلول آب نمک به داخل محفظه مکیده می‌شود.

    4: شیر سلویید ولو سختی گیر

    این شیر وظیفه کنترل ورودی مخزن را بر عهده دارد.

    سختی گیر FRP : مکانیزم اجرایی سختی گیر FRP همانند سختی گیر رزینی می‌باشد، با این تفاوت که از مخازن FRP به جای مخازن فلزی استفاده شده است. امروزه با پیشرفت علم مواد، استفاده از مخازن کامپوزیتی در صنعت آب و فاضلاب بیشتر شده است. کاربرد این سختی گیر بیشتر در مصارف بهداشتی می‌باشد. از مزایای آن در مقایسه با نوع سختی گیر فلزی میتوان به کم‌وزن بودن منبع آن، بهداشت بیشتر، و قیمت ارزان آن اشاره نمود. در بعد بصری نیز سختی گیر FRP دارای برتری می‌باشد.

    البته سختی گیر FRP دارای معایبی نیز هستند. از جمله: پایین بودن عمر مخزن، شکننده بودن آن، عدم قابلیت ماندگاری در فضای آزاد، عدم قابلیت استفاده در حجم های زیاد رزین ، به دلیل هزینه زیاد مخازن FRP نسبت به مخازن فلزی.

    مخزن FRP کامپوزیتی

    مخزن FRP کامپوزیتی

    در سیستم های تصفیه آب که با هدف کاهش یون های موجود به وجود آمده است، استفاده از فلز موجب تبادل یون بین فلز و آب و در نهایت باعث ایجاد مشکل در کیفیت آب می‌شود. به همین دلیل جهت انجام امور تصفیه آب ، استفاده از مخازن فلزی (ورق آهنی) و شیرهای فلزی (چدن) منسوخ و ظروف پلاستیکی FRP جایگزین شده است.

    سختی گیر رزینی FRP  اکثرا به عنوان پیش تصفیه برای سیستم های اسمز معکوس استفاده می‌شود. اکثر سختی گیر های FRP دارای شیر تمام اتوماتیک برقی هستند، به همین جهت تمامی مراحل سختی گیری توسط کامپیوتر شیر اتوماتیک انجام می‌شود. شیر های اتوماتیک سختی گیر دارای 5 مرحله هستند:

    شست و شوی معکوس سختی گیر .

    شست و شوی رزین ها توسط آب نمک .

    پر شدن مخزن نمک .

    شست و شوی سریع مخزن نمک پر شده تا خارج شدن نمک اضافی از ستون سختی گیر .

    نرم شدن آب ورودی به سختی گیر که در سیکل پنجم (سیکل سرویس) اتفاق می‌افتد .

    تفاوت مخزن FRP و فلزی

    تفاوت مخزن FRP و فلزی

    مزایای مخازن پلاستیکی فایبرگلاس

    قابلیت تحمل فشار بالا (حدود 10 بار).

    وزن بسیار کم که موجب راحتی در نصب و جابجایی می‌شود.

    مقاوم در برابر پوسیدگی و زنگ‌زدگی.

    استحکام و دوام بالا در برابر مواد شیمیایی و ضربه و سایش.

    معایب اصلی مخازن فلزی

    در محل جوشکاری صفحه نازل مخازن فلزی، به سرعت خوردگی و زنگ‌زدگی پدید خواهد آمد.

    عدم پوشش درست و اصولی سطح داخل مخزن فلزی پس از مرحله سندبلاست، با اپوکسی های مخصوص، با ضخامت مناسب، که موجب زنگ‌زدگی در آب می‌شود.

    کاربرد های سختی گیر

    از بین بردن سختی اضافه آب آشامیدنی

    از بین بردن سختی آب ورودی به بویلر

    از بین بردن سختی آب تغذیه برج خنک کن


  • تهیه و تنظیم توسط آبشار آبی
    تماس : 09391156079
    انتشار مطلب در :