پکیج سختی گیر آب
پکیج سختی گیر آب
پکیج سختی گیر آب محصول شرکت دانش بنیان آبرام ، یک سازه پیش ساخته است برای کاهش سختی آب. روش کار دستگاه سختی گیر د بر اساس تبادل یونی (Ion Exchange) است. در این روش از رزین های تبادل یونی یا همان رزین های سختی گیر استفاده می شود. این سازه پیش ساخته به صورتی طراحی شده است که داخل آن رزین تبادل یونی قرار می گیرد و آب با فشار از داخل آن عبور می نماید. آب پس از عبور از داخل فیلتر باعث می شود که آب سخت تبدیل به آب نرم گردد. آب نرم عموما در صنایع جهت جلوگیری از کاهش عمر دیگ های بخار کاربرد دارد.
کاتیون های کلسیم (Calcium) و منیزیم(Magnesium) که غالب یون های 2 طرفیتی آب هستند باعث ایجاد رسوب در صنایع سنگین می باشند. علاوه بر این غلظت بالای یون های کلسیم و منیزیم هم باعث ایجاد مشکلاتی در گوارش و هضم غذا می شوند. معمولا از روش تبادل یونی برای کاهش سختی آب استفاده می شود.
آب با سختی زیاد باعث می شود که صابون در آن کف نکند. اصطلاحا فرآیند شستشو دست توسط صابون با آبی که سختی آن بالا باشد به درستی انجام نمی شود. لذا یکی از کاربردهای دستگاه سختی گیر جهت کاهش سختی آب است. در استاندارد کیفیت آب مورد استفاده در صنایع ذکر شده است که آب مورد استفاده در آنها بایستی دارای حداقل سختی باشد. از کاربرد اصلی این دستگاه در صنایع است که با کاهش سختی آب باعث افزایش عمر تجهیزات گران قیمت صنایع می شود.
شرکت دانش بنیان آبرام (آب راهبر محاسب) تولید کننده سیستم های سختی گیر مناسب صنایع با طراحی مهندسی و کاربردی است. جهت اطلاع از انواع و قیمت این تجهیزات به کارشناسان این شرکت در قسمت تماس با ما ارتباط برقرار نمایید. از جمله سیستم های بسیار معمولا در سختی گیری آب سیستم های رزین تبادل یونی است. در این روش با تبادل یونی ، یون های کلسیم و منیزیم از آب جدا می شود.و باعث نرمی شدن آب می گردد.
سختی آب چیست ؟
آب سخت ، آبی است که به دلیل وجود کاتیون های دو ظرفیتی در آب باعث عدم کف کردن صابون در آن می شود. و اگر گرم شود روی سطوح در تماس با آب ، جرم گذاری می کند و از طعم مطبوعی هم برخوردار نیست. کلسیم و منیزیم عمده ترین کاتیون ایجاد کننده سختی آب است. اکثر منایع آب مانند آب های چاه دارای غلظت بالای کلسیم و منیزیم می باشند. به علت تماس آب های زیرزمینی با سنگ و کانی های کلسیت ،دولومیت و گچ وارد آب می شوند. بعد از بی کربنات ، دومین یون غالب اکثر آب های طبیعی کلسیم است. حضور کربن دی اکسید جو در آب باران ، انحلال کانی های کربناتی را در آب های سطحی شتاب می بخشد. با نفوذ آب در خاک، کربن دی اکسید حاصل از تنفس میکروبی در آب حل می شود. که این باعث انحلال بیشتر کانی های کربناتی در منابع آب زیرزمینی و در نتیجه افزایش سختی آب می شود.
سختی آب های طبیعی از صفر تا بیشتر از 10000 میلیگرم بر لیتر بر حسب کربنات کلسیم (CaCO3) است. لیکن سختی بیشتر آب ها کمتر از 1000 میلی گرم بر لیتر است.
طبقه بندی سختی
سختی به دو طریق طبقه بندی می شود. که توصیح خواهیم داد.
- سختی به دو دسته موقت و دائم تقسیم بندی می شود. سختی موقت مربوط به سختی کربنات و بیکربنات های کلسیم و منیزیم است. به این دلیل که با حرارت آب از آن به صورت رسوبدهی خارج می شود. سختی دائم به صورت سختی است که پس از حرارت دادن به آب از بین نمی رود و در آب موجود است.
- سختی به دو دسته طبقه بندی می شود. سختی کربناتی و سختی غیر کربناتی. سختی کربناتی آن بخش از سختی است که با انحلال نمک های کربنات و بی کربنات وارد آب می شود. سختی بی کربناتی ، آن بخش از سختی است که مرتبط دیگر آنیون های محلول به ویژه یون های کلراید و سولفات.
روش های سختی گیری آب
به دو دسته سختی گیرهاي رزینی و سختی گیرهاي الکترونیکی (مغناطیسی) تقسیم بندی می شوند. سختی آب تمایل زیادي به رسوب کردن دارد. ستون هاي آهکی ایجاد شده درون غارها، که به استلاکتیت یا استلاگمیت معروف هستند. یا همان رسوب ایجاد شده درون دیواره کتري نمونه هایی از وجود سختی آب و رسوب آن هستند. سختی آب در اثرگرم شدن به صورت کربنات کلسیم رسوب می کند. همان رسوبی که اگر قبل از به وجود آمدن، مانع آن نشویم، ممکن است آبگرمکن ، دیگ شوفاژ یا دیگ بخار را ازکار بیندازد. سختی آب باعث بوجود آمدن رسوب سختی در جدار لوله دیگ ها می شود. این امر علاوه برافزایش افت فشار در طول مسیر سبب کاهش ضریب انتقال حرارت وهمچنین بالارفتن دماي سطحی از دیگ که در برابر شعله مشعل است نیز می گرددکه این نیز به نوبه خود ضایعاتی را درپی دارد.
کاربرد پکیج سختی گیر آب
پکیج سختی گیر آب در مصارف صنعتی و مصارف خانگی کاربرد دارد. به علت ضرر و زیان های زیاد سختی آب برای تجهیزات آهنی و فلزی بایستی همواره از این تجهیزات استفاده شود. در مکان هایی که بایستی از سختی گیر استفاده کنند عبارتند از :
- کاهش سختی آب چاه ها
- سختی گیری آب برج های خنک کننده
- بویلر های پر فشار
- دیگ های بخار
- آب شستشو کمپرسور در نیروگاه ها
- آب خنک کننده پرخشی بسته
- آب مصرفی تجهیزات صنایع داروسازی
- آب مصرفی صنایع تولید قطعات حساس الکترونیکی
- آب شستشوی دمین برای صنایع فولاد
- آب صنایع رنگرزی و چرمسازی
- آب مصرفی صنایع پلاستیک
سختی گیر رزینی آب چگونه کار می کند؟
سختی گیر آب با ریزدانه های رزین بستر بندی می شود. به دلیل وجود رزین ها در بستر این پکیج ها و عبور آب از این بستر ، به این پکیج های سختیگیر ، با نام سختی گیر رزینی هم شناخته می شوند. باید آب دارای سختی بالا را از این پکیج عبور دهیم ، ترکییات آب که یون کلسیم و منیزیم در آن قرار گرفته است در اثر فرآیند تبادل یونی ، جایگزین یون سدیم در آب می شود و با آزاد شدن یون سدیم کلسیم و منیزیم گرفته می شود. آزاد شدن یون سدیم موجب تغییراتی در PH آب می شود. در نتیجه آبی که بدست می آید آب سختی گیری شده است.
این دستگاهها در ظرفیت هاي مختلف برحسب نیاز ساخته می شوند. ساختمان کلی سختی گیر ها باهم مشابه بوده و تفاوت فقط در نوع کنترل هاي آنها است. مخزن استوانه اي شکل که به صورت فیبرگلاس یا از ورق فولادي جوشکاري شده از داخل و خارج ساخته و مجهز به حداقل دو عدد دریچه بازشو جهت دسترسی و بازدید است. درون مخزن یک بستر از سیلیس و روي آن طبقات رزینی ریخته شده است. هردستگاه داراي یک لوله براي ورود آب سخت و یک لوله براي خروج آب نرم باکلیه اتصالات و شیرها یاشیر چند راهه است. جهت توزیع یکنواخت آب ورودي درقسمت فوقانی در سختی گیر یک آب دیفیوزر تعبیه شده. همچنین جهت جمع آوري آب نرم و توزیع یکنواخت آب شستشوي معکوس درکف هرسختی گیر یک صفحه فولادي جهت تعبیه نازلها قرارداده شده است.
وقتی آبی که داراي ترکیبات کلسیم و منیزیم باشد را از روي رزین عبور دهند. کلسیم ومنیزیم، جاي خود را با سدیم محتوي این ماده رزین عوض می کنند و بدینوسیله از سختی آب کاسته می شود. زمانی که تمام یون سدیم رزین مصرف شد رزین اشباع شده. می توان آنرا به وسیله عبور دادن محلول آب نمک (کلرور سدیم) احیاء نمود. بدین ترتیب عمل عکس انجام گرفته کلسیم و منیزیم از رزین جداشده و یون سدیم جایگزین می گردد.
با گذر زمان یون های کلسیم و منیزیم کم کم جذب رزین های پلیمری بستر فیلتی می شوند. در نتیجه این رزین ها کم کم کارکرد اصلی خود را از دست داده و توانایی کاهش یون های کلسیم و منیزیم را در نمونه های آب کاهش می یابد. در نتیجه بایستی این رزین ها احیا شود. آب نمک مستقر در مخزن آب نمک با فشار از بستر رزین ها عبور داده می شود تا رزین ها احیا شوند. این فرآیند باعث می شود که رزین ها مجددا شارژ شوند و امکان سختی گیری افزایش یابد.
اندازه سختی گیر ها بستگی به مقدار عبور آب در واحد زمان (دبی) از سختی گیر و مقدار املاح موجود در آب دارد. قدرت کارکرد هردستگاه نیز بستگی به گذر آب، سرعت حرکت آب ومیزان سختی آب دارد.
رزین تبادل یونی
رزین های تبادل یونی به دو نوع رزین های کاتیونی و رزین های آنیونی تقسیم بندی می شوند. ذر اثر فرآیند تبادل یونی کاتیون های موجود آب (کلسیم و منیزیم) با کاتیون های موجود در رزین سدیم تبادل و جا به جا می شوند. رزین های پلیمری رسانا بوده و فرآیند تصفیه را انجام می دهند. رزین ها معمولا دایره ای شکل با قطر نیم ملی متر هستند که رنگ سفید یا قهوه ای دارند و سطح تماس بالایی را دارا می باشند.
اکثر رزین های یونی از پلی استیرن سولفونات ساخته شده اند. مشخصات فنی رزین ها تبادل یونی که در سیستم های تصفیه آب سختی گیر استفاده می شود در ادامه آمده است.
رزین های مبادله کننده یون
مبادله کننده جسمی است نامحلول که می تواند یون های موجود در درون خود را با یون هایی که در محلول اطراف آن یافت می شود مبادله نماید. مزیت تصفیه به کمک مبادله یون در عدم ایجاد لجن است اما باید در نظر داشت زمانی که ظرفیت رزین پر می شود باید مجددا احیا گردد، این کار موجب تولید جریان پسماند می شود که دارای غلظت زیادی از آلاینده های اصلی است. فاضلاب های صنعتی، نظیر خروجی واحدهای آبکاری فلزات، می توانند توسط مبادله یون تصفیه شوند.
انواع مبادله کننده
این مبادله کنده ها خود از این نظر که منشا طبیعی داشته باشند و یا به طور مصنوعی ساخته شده باشد به دو قسمت مبادله کننده های طبیعی و مصنوعی تقسیم بندی شده اند. از نمونه های طبیعی می توان زئولیت سودالیت ر ا ذکر نمود.
مبادله کننده های آلی
این نوع مبادله کننده ها با توجه به با بنیان ثابت به سه نوع تقسیم می شوند. از مبادله کننده های از این نوع می توان به رزین های سولفونات، کربوکسیلات، آمینواستات و فسفینات اشاره کرد. راه ها و روش های مختلفی برای تهیه این رزین ها ارائه شده است ولی روشی که در مقیاس صنعتی برای رزین های مبادله کننده با عامل سولفونات مداول است شامل تهیه پلیمری با شرکت استیرن و دی وینیل بنزن و پویند زدن عامل سولفونیک می باشد.
مبادله کننده های آنیونی
بنیان ثابت گروه عامل یونیزه در این رزین ها دارای بار مثبت است و از این رو قادر به مبادله می باشد. ذیلا فرمول شیمیایی بعضی از انواع آن آمده است.
مبادله کننده های آمفوتر
این رزین ها دارای هر دو گروه اسیدی و بازی هستند. کاربرد این نوع رزین ها محدود بوده و در بازه محدودی از ph آب کار می کنند.
آماس رزین
با جذب آب تغییری در حجم رزین پدید می آید که آماس رزین نامیده می شود و این امر به عوامل زیر بستگی دارد.
- درجه پلداری رزین یه به عبارت دیگر میزان تخلخل ان به طور کلی هر چه درجه پاسداری رزین کمتر باشد به دلیل نرمی زیاد شبکه میزان نفوذ آب در آن بیشتر خواهد بود.
- هر اندازه ظرفیت رزین بیشتر باشد درجه آماس آن زیادتر خواهد بود.
ظرفیت رزین
ظرفیت رزین عبارتست از تعداد اکی والان یون های قابل مبادله به ازا واحد وزن مبادله کننده خشک، که آن را بر حسب اکی والان بر کیلوگرم و یا میلی اکی والان بر گرم بیان می کنند. ظرفیت بر دو نوع است. ظرفیت واقعی و ظرفیت ظاهری. ظرفیت ظاهری بسته به شرایط کار مشخص است. برای رزین هایی با گروه اسید قوی و باز قوی ظرفیت ظاهری معمولا با ظرفیت واقعی برابر است. ولی در مورد رزین ها با گروه اسیدی و بازی ضعیف ظرفیت ظاهری کوچکتر از ظرفیت واقعی است.
تمایل نسبی رزین برای یونهای مختلف
وقتی رزین مبادله کننده کاتیونی به صورت A+ را با محلولی که دارای کاتیون های D+ و B+ به غلظت مساوی است، مجاور سازیم و پس از برقراری تعادل توزیع کاتیون های B+ و D+ را بین دو فاز رزین و محلول مورد بررسی قرار دهم مشاهده خواهیم کرد که توزیع این دو یون در داخل دو فاز یکسان نبوده و مثلا مقدار یون های B+ در داخل رزین بیش از یون های D+ است.
طبقه بندی کاربرد رزین ها در فرایندهای صنعتی
همانطور که قبلا ذکر شد قابلیت عملکرد یک رزین بر اساس گروه قابل یونیزه متصل به ساختمان تسبیحی تعیین می گردد. رزین های مورد مصرف در صنعت بر چهار طبقه تقسیم بندی شده اند
- کاتیون های قوی
- کاتیون های ضعیف
- آنیون های قوی
- آنیون های ضعیف
رزین کاتیون قوی
معمول ترین نوع از رزین مذکور که در صنعت مورد استفاده است دارای گروه عاملی سولفونیک اسید می باشد. این رزین وقتی که در چرخه هیدروژن عمل می کند تقریبا کاتیون های موجود در آب را بر اساس واکنش زیر حذف می کند.
مزایا سختی گیر رزینی شرکت دانش بنیان آبرام
- امکان انتخاب نوع مخزن فایبرگلاس یا فلزی برای بستر رزین ها
- توانایی کارا در فشار 3تا 7 بار
- طراحی مهندسی بر اساس مقدار غلظت سختی آب ورودی به سیستم
- پوشش مناسب زنگ مخزن فلزی با سه لایه رنگی زینگ ریچ ، اپوکسی میو ، پلی ارتان تا ضخامت 400 میکرون متر
- تولید در سه نوع دستی ، اتوماتیک و نیمه اتوماتیک
اجزا سختی گیر شرکت دانش بنیان آبرام
- بدنه اصلی سختی گیر : ابعاد بدنه سختی گیر بر اساس دبی آب ورودی به سختی گیر انتخاب می شود. این بدنه می تواند از جنس فایبرگلس (مخازن FRP) یا از جنس فلزی باشد. معمولا برای پکیج های سختی گیر با ظرفیت پایین از مخارن فایبرگلس استفاده می شود و برای سختی گیر با ظرفیت های بالاتر از مخارن فلزی با پوشش رنگ مناسب استفاده می شود. از ورق فولاد ST-37 با پوشش ضد خوردگی استفاده می شود.
- رزین تبادل یونی :اصلی ترین بخشی که فرآیند کاهش سختی را انجام میدهد رزین تبادل یونی است. رزین های پلیمری از جنس پلی استیرن سولفونات که با نام تجاری رزین پرولایت C 100 در دسترس است در این پکیج های استفاده می شوند. رزین دارای مشخصات زیر است.
مشخصات فنی رزین پرولایت c100 - مخزن آب نمک :پس از مدتی که رزین های تبادل یونی در مدار تصفیه قرار می گیرند ، یون ها کلسیم و منیزیم به این رزین ها چسبیده و اصطلاحا اشباع می شوند و بایستی احیا شوند. به منظور احیا رزین های تبادل یونی باستی رزین را در تماس با محلول آب نمک قرار داد تا احیا شود. مخزن آب نمک از جنس پلی اتیلنی است.
- شیر های چند راهه : شیر های چند راهه در مدل های دستی و اتوماتیک برقی تامین می گردد. که این شیر ها بر اساس انتخاب کارفرما متغیر است. طبیعتا هزینه های شیر دستی پایین تر و راهبری و تعویض آن ساده تر از شیر های برقی است.
- دیفیوزر ها
شستشو و احیاي سختی گیرهاي فاقد شیرچند راهه :
سابق براین، قبل از ورود شیرهاي چند راهه به بازار، سختی گیرها بوسیله لوله کشی و تعدادي شیرفلکه در مدار قرار می گرفتند. ممکن است هنوز هم دربعضی از موتورخانه هاي قدیمی یافت شوند. به این نکته نیز می توان توجه نمودکه آب نمک تا حدودي موقع خروج از دستگاه کف می کند. اما آب فاقد نمک، کف نمی کند. اگر مراحل شستشو واحیاء به خوبی و درستی انجام شده باشد. گرفتن تست سختی از قسمت تخلیه، 0 PPM (صفر پی.پی.ام) را نشان خواهد داد. اکنون می توان شیرهاي سختی گیر را به حالت اولیه برگرداند و آنرا مجدداً در مدار قرار داد. پس از این مرحله نسبت به شارژ مجدد تانک آب نمک اقدام نمایید.
