بسم الله الرحمن الرحیم
سختی گیر رزینی
فهرست مطالب:
مفهوم سختی آب
سختی موقت آب
سختی دائم
مبادله کننده یونی
دستگاه سختی گیر
مشخصات فنی سختی گیر
روش احیاء سختیگیر با شیر چند راهه
موارد کاربرد سختی گیرها
طریقه محاسبه
مفهوم سختی آب (Hardness):
به بخشی از مواد و فلزات محلول در آب گویند که ماهیت رسوبی دارند واز ترکیبات آهن، منگنز، استرانسیم، آلومینیوم و به خصوص کلسیم و منیزیم بوجود می آیند که 4 مواد اول دارای نسبت بسیار کمتری در آب می باشند.
بنابراین برای تمام مقاصد عملی می توان سختی کل را برابر با مجموع یونهای کلسیم و منیزیم دانست.
البته در آبهای طبیعی معمولاً غلظت کلسیم حدود 2 برابر منیزیم است در حالی که در آب دریا غلظت منیزیم حدود 5 برابر کلسیم می باشد. اما به طور کلی سختی آب را می توان به دو بخش موقت یا دائم طبقه بندی نمود:
– سختی موقت آب (سختی کربناتی) :
در حقیقت املاح بی کربنات کلسیم و منیزیم است که در اثر حرارت دادن از حالت محلول به صورت غیر محلول و در نتیجه به رسوب تبدیل می شود.
– سختی دائم (غیر کربناتی): املاح سولفات، کلراید، نیترات و غیره با کلسیم و منیزیم است که در اثر حرارت دادن رسوب نمی کند. * تمامی آبهای طبیعی حاوی غلظتهای مختلفی از نمکهای محلول هستند که این نمکها در آب تفکیک شده و یونهای باردار بوجود می آورند. یونهای دارای بار مثبت کاتیون و یونهای دارای بار منفی آنیون نامیده می شوند. واحد سختی در کشورهای مختلف بصورت زیر است. 1- فرانسه: هر واحد سختی برابر است با 10 گرم گربنات کلسیم در 100 لیتر آب (10 میلی گرم در لیتر) 2- انگلیس: برابر است با یک گرم کربنات کلسیم در 70 لیتر آب (3/14 میلی گرم در لیتر Grain) 3- ایران و آمریکا: برابر است با یک گرم کربنات کلسیم در 100 لیتر آب
(1 میلی گرم در لیتر PPM)
بطور کلی سختی موجود در اب باعث مشکلاتی درسیستمهای تاسیساتی و صنعتی می شوند
مبادله کننده یونی(رزین ها): رزین های تعویض یونی ذرات جامدی هستند که می توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان میزان از یونهای مطلوب مشابه جایگزین نماید. رزینهای مصنوعی از نوع سیلیکات آلومینیوممی باشند
و به رزینهای معدنی زئولیت گویند که در طبیعت بصورت سنگهایی یافت می شود. این مواد, یونهای سختی آور آب (کلسیم و منیزیم) را حذف کرده و به جای آن یون سدیم آزاد می کنند و از این رو به زئولیتهای سدیمی مشهورند.
دستگاه سختی گیر:
برای سختی زدایی معمولاً از دستگاه های سختی گیر استفاده می شود.
دستگاه شامل یک استوانه فلزی است، که در داخل آن مواد موثر در سختی زدایی (رزین های تبادل یونی) قرار گرفته است. رزینهای مزبور، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کنند. رزینهای دستگاه سختی گیر پس از مدت زمان معین اشباع می شوند و کارایی خود را از دست می دهند. اگر رزین با محلول کلرو سدیم 10% شستشو شود، خاصیت سختی گیری خود را باز می یابد.
غلظتهای کمتر و یا بیشتر نمک اثر کمتری دارند. استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق، و همچنین آبهایی که دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می باشند، رزینها را فرسوده و آبدهی دستگاه سختگیر را کم می کنند. توصیه می شود
مشخصات فنی سختی گیر:
1-مخزن دستگاه سختی گیر ساخته شده از ورق کربن استیل مطابق استاندارد با دریچه آدم رو.
2- سیستم های پخش کننده و جمع آوری آب همراه با نازلهای مخصوص.
3- لوله کشی از جنس گالوانیزه PVC یا پلی اتیلن.
4- یک لایه شن سیلیسی دانه بندی شده.
5- مخزن نمک از جنس پلی اتیلن، فلزی یا بتنی.
6- کنترلر به صورت: دستی، نیمه اتوماتیک، تمام اتوماتیک.
موارد بالا تقریباً در اکثر کارخانجات ثابت است .
روش احیاء سختیگیر با شیر چند راهه:
روش احیاء سختیگیر با شیر چند راهه:
1- اهرم (دسته) شیر را به مدت 20-10 دقیقه روی شماه 1 بگذارید تا عمل شستشو معکوس انجام شود. بدین ترتیب مواد معلق از بستر رزین زدوده می شوند و فشردگی بستر کاهش می یابد.
2- شیر منبع نمک را باز کنید. سپس اهرم را به مدت 25 الی 45 دقیقه در موقعیت شماره 2 قرار دهید. تا رزین دستگاه سختی گیر با محلول نمک شستشو شود.
3- شیر منبع نمک را ببندید. اهرم را در موقعیت 2 نگهدارید تا رزین با آب تمیز شستشو شود.
4- جهت بهره برداری از دستگاه تصفیه، اهرم شیر را به موقعیت 3 منتقل نمایید.
5- منبع آب نمک را برای احیاء دوره بعد آماده نمایید. برای این منظور، کمبود نمک آن را جبران و مخزن را از آب سختی گرفته شده پر کنید.
موارد کاربرد سختی گیرها:
1- کاهش سختی آب های آشامیدنی که طبق استاندارد WHO مقدار سختی را معادل 250 میلی گرم پیشنهاد شده است.
2- حذف سختی آب دیگ های بخار.
3- حذف یا کاهش سختی آب در سیستم گرمایش و سرمایش.
4- حذف یا کاهش سختی آب در صنایع نساجی و رنگرزی و….
. طریقه محاسبه: ابتدا سختی مینیمم و مقدار رزین را از فرمولهای زیر محاسبه نموده و برحسب آن در جدول , مدل مورد نظر را بدست می آوریم.
T: زمان سیکل شستشو برحسب ساعت (در جدول زیر 8 ساعت کاری در نظر گرفته شده)
PPM: سختی موجود در آب (در جدول زیر 250 در نظر گرفته شده)
محاسبه حجم رزین لازم برای تصفیه آب
V= Q×T×L
C
Q = دبی آب ورودی به واحد تعویض یونی به m3/h
T = طول زمان سرویس دهی برحسب h (ساعت)
L = غلظت یون هایی که باید از آب ورودی حذف شود برحسب معادل کربناتی
V = حجم رزین برحسب m3
پایان