انواع سختی‌گیر یا رسوب زدای آب

سختی‌گیر چیست

دستگاه تصفیه‌ی آب، سختی‌گیر یا رسوب‌زدا، نوعی دستگاه استوانه‌ای شکل و تحت فشار است که با حذف یون‌های کلسیم و منیزیم، آب را نرم می‌کند؛ سختی‌گیریِ آب یا Water Softening در واقع فرآیند جایگزینیِ کاتیون‌های کلسیم (++Ca) و منیزیوم (+Mg) با کاتیون سدیم (Na) است. بعضی انواعِ سختی‌گیر، حتی آهنِ موجود در آب را هم تا حدی تصفیه می‌کنند. در پایانِ این فرآیند، آبی نرم و تصفیه‌شده از دستگاه خارج می‌شود.

انواع سختی‌گیر یا رسوب‌زدای آب

سختی‌گیر فقط سختیِ آب را می‌گیرد در حالی‌که سیستم اُسمُز معکوس (RO) آب را تصفیه می‌کند. به طور معمول سه نوع مختلف رسوب‌زدایِ آب وجود دارد:

• سختی‌گیر تبادل یونی
• دستگاه اسمز معکوس
• سختی‌گیر مغناطیسی

سختی‌گیر تبادل یونی یا رزینی

با وجود این‌که در سختی‌گیر رزینی مقدار سختی کلِ آب یا Total Hardness کاهش می‌یابد، اما مقدار کل املاح موجود در آب یا TDS آن چندان تغییر نمی‌کند. این فرآیند فقط ترکیب املاح در آب را تغییر می‌دهد.

فرآیندِ سختی‌زدایی از آب نمی‌تواند همواره در جریان باشد، زیرا یون‌های سدیمِ موجود در رزین، پس از مدتی تبادل با کلسیم و منیزیمِ آبِ عبوری، تمام می‌شوند. به این حالت اشباع رزین گفته می شود در این زمان رزین باید تعویض یا احیا شود.

احیای رزین یا بک ‌واش

رزینِ موجود در دستگاه بعد از مدتی خاصیت تبادلیِ خود را از دست می‌دهد. این حالت معمولاً در حدود بازه‌ی ٨۵-۹۵‰ از ظرفیتِ نامیِ سختی‌گیر رزینی اتفاق می‌افتد. در این حالت، باید سختی‌گیر را با آب و نمک یا  محلول‌های دیگر شست. به این شست‌وشو عملیات احیا یا بک‌ واش گفته می‌شود.

رزین نوعی دانه‌ی شیمیایی یا پلاستیکی است که برای سختی‌زدایی آب استفاده می‌شود. دانه‌های رزین در سختی‌گیر، مانند آهن‌ربا  یون‌های سنگینِ آب (منیزیم و کلسیم) را جذب خود می‌کنند.

دستگاه اُسمُز معکوس

کاربرد اصلیِ دستگاه اسمز معکوس یا Reverse osmosis softener، شیرین کردنِ آب دریا و به‌طور کل آبِ شور است. این دستگاه آلاینده‌ها را بر اساس اندازه (سایز) و بار الکتریکی آنها و بر اساس مکانیزمِ دافعه‌ی الکترواستاتیک و نفوذ (انحلال‌پذیریِ مولکول‌ها) از آب جدا و دفع می‌کند. هر آلاینده‌ای که وزن مولکولی بیش از ۲۰۰ داشته باشد، توسط دستگاه‌های RO تصفیه می‌شود.

به این ترتیب آلودگی‌هایی که بار الکتریکی بیشتر از ۲۰۰ دارند، از غشای تصفیه‌گرِ اُسمُز معکوس عبور نمی‌کنند. به این ترتیب، تصفیه‌گرِ اُسمُز معکوس یون‌های دوظرفیتی مثل کلسیم و سولفات را راحت‌تر از یون‌های تک‌ظرفیتی مثل سدیم و نیترات دفع می‌کند.

هم‌چنین با استفاده از روش تصفیه‌ی اُسمُز معکوس می‌توان تا نزدیک به ٩٩ درصد، نمک‌های محلول در آب، یون‌ها، ذرات کلوئیدی و باکتری‌های آب ورودی به لوله‌ها را حذف کرد، البته تصفیه‌گرِ اُسمُز معکوس، میکروب و ویروس‌ها را کاملاً تصفیه نمی‌کند.

هم‌چنین توان تصفیه یا حذف کاملِ گازهایی مانند کربن‌دی‌اکسید را ندارد. زیرا گازها وزنِ مولکولی بسیار پایینی دارند و میزانِ یونیزاسیونِ آن‌ها در آب، کم است.

سختی‌گیر مغناطیسی

اساس کار سختی‌گیرهای مغناطیسی، خنثی کردن كريستال‌های کلسیم است. در نتیجه‌ی مخلوط شدنِ  کلسیم موجود در آب با دی‌اکسیدکربن، کربنات کلسیم CaCo3 آزادشده و کریستال‌های کلسیم به وجود می‌آیند. این کریستال‌ها، رسوب بسیار سختی روی جداره‌ی داخلی لوله‌ها ایجاد می‌کند. این رسوب به‌آرامی مسیر جریان آب را محدود می‌کند، استهلاک تأسیسات را بالا برده، به آن آسیب می‌زند و باعث افزایش مصرف انرژی و بهای پرداختیِ آن می‌شود.

کار اصلیِ سختی‌گیر مغناطیسی خنثی کردن کلسیم است. هم‌زمان با عبورِ آب از حوزه‌ی مغناطیسی دستگاه، کلسیم کربنات در اثر جریان القایی ناشی از میدان مغناطیسی، به کلسیت آرگونیت تغییر شکل می‌دهد و به توده‌ای بی‌شکل از میکروکریستال‌ها تبدیل شده، در آب شناور می‌شوند.

در واقع کلسیم آب خنثی می‌شود و روی جداره‌های داخلیِ لوله رسوب نمی‌کند. در ادامه در یک چرخه‌ی بسته قرار گرفته و از مدار خارج می‌شود. سختی‌گیرهای مغناطیسی موجود در بازار دو نوع عمده دارند: سختی‌گیر مغناطیسی الکترونیکی و سختی‌گیر مغناطیسی آب

دستگاه‌های سختی‌گیر از نظر مکانیزم شیری که روی آنها نصب شده، به دو گروه تقسیم می‌شوند:

• اتوماتیک
• نیمه اتوماتیک

سختی‌گیر اتوماتیک

سختی‌گیرهایی که تمام مراحل فرآیند رسوب‌زداییِ آب را با توجه به میزانِ سختیِ آب و مقدار مصرف، به‌صورتِ برنامه‌ریزی شده و خودکار انجام می‌دهند(بدون نیاز به اپراتور) سختی‌گیر اتوماتیک گفته می‌شود. این کار با استفاده از شیرهای تمام اتوماتیک انجام می‌شود.

سختی‌گیر نیمه اتوماتیک

روی این نوع از سختی‌گیرها شیر نیمه اتوماتیک یا سولو ولو نصب شده و امکان برنامه‌ریزی برای ارسال دستور مکش و کارکرد را ندارند. این نوع از رسوب‌زدا همواره به یک اپراتور نیاز دارد تا در فواصل زمانی مشخصی، شیر را تغییر حالت داده و فرآیند بک ‌واش را مدیریت کند.

سختی‌گیرها از نظر نوع جنس بدنه در حال حاضر به دو گروه تقسیم می‌شوند:

• فایبرگلاس FRP (تحت فشار)
• فلزی، استیل یا گالوانیزه

سختی‌گیر فایبرگلاس یا FRP

این نوع سختی‌گیر در واقع نوعی مخزن است که رزینِ داخل آن، با کلسیم و منیزیمِ محلول در آب تبادل یون می‌کند و مانع رسوب‌گرفتگیِ در لوله‌ها می‌شود. مخزن سختی‌گیرهای FRP، فایبرگلاس تحت فشار یا پلی‌اتیلن است و معمولاً با رنگ‌های سفید و آبی در بازار وجود دارند. این نوع سختی‌گیر بیشتردر صنایع بهداشتی به‌کار می‌رود. سبک‌ وزن، ارزان‌تر و بهداشتی‌تر است، وطول عمر کم‌تری دارد و احتمالِ شکستنِ آن بیشتر است.

سختی‌گیر فلزی (گالوانیزه)

جنس بدنه‌ی این سختی‌گیرها استیل (ST) یا گالوانیزه است. سختی‌گیرهای فلزی نسبت به سختی‌گیر فایبرگلاس ظرفیت بالاتری دارند. این نوع از رسوب‌زداها در برابر سرما، گرما و نور خورشید دوام بیشتری دارند و در تصفیه‌ی آبِ موتورخانه‌ها، صنایع غذایی، محیط‌های بزرگتر و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جداره‌ی داخلی این مخازن با سه لایه رنگ اپوکسی و جداره‌ی بیرونی با رنگ روغنی عایق می‌شود.