سختی گیر آب ، سختی گیر رزینی یا دستگاه سختی گیر به عنوان متداول ترین دستگاه تبادل یونی در تصفیه آب به منظور حذف سختی آب و به عبارتی حذف یون های کلسیم و منیزیم از آب استفاده می شود. فیلتر سختی گیر معمولا شامل یک مخزن تحت فشار استوانه ای است که در داخل آن یک ستون از رزین کاتیونی ریخته می شود و با گذشتن آب از درون این ستون رزین عمل تبادل یونی انجام می شود.
دستگاه سختی گیر رزینی معمولا برای تصفیه آب صنعتی و تصفیه آب خانگی به منظور محافظت از تاسیسات و تجهیزات در مقابل رسوب و گرفتگی و یا به منظور تصفیه آب آشامیدنی در مواردی که سختی آب بالاتر از استاندارد آب آشامیدنی است مورد استفاده قرار می گیرد.
استاندارد میزان سختی
استاندارد آب آشامیدنی : طبق استاندارد WHO حد مجاز سختی در آب ۵۰۰ میلی گرم در لیتر و بر اساس استاندارد ایران نیز این مقدار ۵۰۰ میلی گرم در لیتر مقرر شده است.
ساخت دستگاه سختی گیر آب
ساخت فیلتر سختی گیر در کارخانه شرکت شاران صنعت به صورت یک پکیج انجام می شود و به محل پروژه حمل می شود و با سرعت و سهولت در محل پروژه نصب و راه اندازی می شود.
جنس فیلتر سختی گیر رزینی
دستگاه سختی گیر رزینی معمولا از جنس فلزی و یا FRP و به صورت یک مخزن تحت فشار استوانه ای می باشد.
دستگاه سختی گیر اتوماتیک
در فیلتر سختی گیر اتوماتیک عملیات بکواش به صورت اتوماتیک انجام می شود. تنظیم بکواش اتوماتیک بر اساس میزان جریان و یا بر اساس یک دوره زمانی مشخص انجام می شود.
کاربرد دستگاه سختی گیر رزینی
فیلتر سختی گیر به منظور حذف سختی جهت کاربرد های گوناگون به شرح زیر استفاده می شود. مهمترین موارد کاربرد شامل موارد زیر است :
تصفیه آب برج های خنک کننده و دیگ های بخار
سختی گیری تاسیسات خانگی و صنعتی
سختی گیری آب آشامیدنی و آب ورودی به استخرهای شنا
ظرفیت سختی گیر تبادل یونی
ظرفیت سختی گیر بر حسب گرین Grain محاسبه می شود که بر اساس میزان دبی و سختی آب ورودی و مدت زمان دوره احیا محاسبه می شود.
اجزا دستگاه سختی گیر آب
مخزن سختی گیر : یک مخزن تحت فشاراست که محل استقرار رزین های دستگاه تبادل یونی می باشد.
رزین تبادل یونی کاتیونی : عامل حذف یون های سختی از طریق فرایند تبادل و تعویض یونی می باشند.
سیلیس جهت کف مخزن : سیلیس به منظور حذف مقداری از ذرات معلق و کاهش کدورت ، ممانعت از فرار رزین های تبادل یونی و جلوگیری از افت فشار ناگهانی در زمان عملیات شستشوی معکوس به کار می رود.
شیر چندراهه یا شیر سلویید ولو سختی گیر : برای تنظیم ورودی مخزن به کار می رود.
مخزن نمک : معمولا از جنس پلی انیلن یا فلزی می باشد. شامل سنگ های نمک و آب هستند که هنگام شستشوی رزین کاتیونی به وسیله شیر سولویید والو محلول آب و نمک به داخل مکیده می گردد و جهت احیای رزین به کار می رود.
نازل ها : نازل ها از جنس پلاستیکی یا برنجی بوده و وظیفه جمع آوری آب خروجی از کف مخزن سختی گیر را به عهده دارند.
دریچه بازدید : دسترسی به درون مخزن توسط دو دریچه یکی در بالا و دیگری در پایین دستگاه سختی گیر انجام می شود.
لوله کشی : لوله کشی از جنس پلی اتیلن ، PVC ، پلی پروپیلن ، آهنی و استنلس استیل انجام می شود.
پارامترهای مهم انتخاب دستگاه سختی گیر رزینی
میزان دبی آب ورودی به سیستم
میزان سختی آب
اتوماتیک بودن دستگاه
دوره احیای رزین
جنس مخزن فیلتر سختی گیر رزینی
مراحل کارکرد فیلتر سختی گیر آب
مرحله بهره برداری : شامل عبور نمودن آب از درون بستر رزینی و انجام عمل تبادل است که تا رسیدن به شرایط اشبا رزین ادامه پیدا می کند.
مرحله شستشوی معکوس : حرکت آب در جهت معکوس موجب می شود که توده های به هم چسبیده رزین و ذرات ریز را ازهم جدا شده و همچنین حباب های هوا و گاز نیز خارج گردند.
مرحله احیا : به وسیله یک محلول احیا کننده مانند محلول نمک NaCl یون سدیم را در رزین جایگزین یون عامل ایجاد سختی مانند کلسیم می کنند تا قابلیت سختی گیری دستگاه سختی گیر رزینی مجددا احیا شود.
.
مرحله شستشوی نهایی : Rinsing در شروع بهره برداری مجدد از فیلتر سختی گیر رزینی عبور آب از بستر رزینی مشابه شرایط بهره برداری سیستم انجام می شود اما تا مدت مشخصی آب خارج شده از دستگاه همانند آب بکواش به عنوان پساب دور ریخته می شود تا جداسازی بقایای ماده احیاکننده در رزین انجام شود.
بکواش سختی گیر رزینی – Backwash
در حالت بک واش آب به صورت معکوس و از پایین سیستم سختی گیر وارد شده و پس از عبور از نازل ها و لایه سیلیس از درون لایه رزین عبور می کند و به این ترتیب ذرات معلق از مابین ذرات رزین خارج می شود و این تخلیه آب به اندازه ای ادامه می یابد که آب خروجی بکواش شفاف گردد.
احیای دستگاه سختی گیر آب – Regeneration
با گذشت زمان و انجام عملیات تبادل یونی توسط رزین به تدریج قابلیت تعویض یونی رزین کاهش می یابد و می بایست این قابلیت مجددا احیا شود. به این منظور محلول احیا کننده مانند محلول نمک NaCl که معمولا با سنگ نمک با خلوص بالا تهیه می شود از درون مخزن احیا کننده به داخل فیلتر سختی گیر وارد می شود و معکوس فرایند تبادل یونی در حالت بهره برداری انجام می گیرد.
یون های سدیم با یون های عامل سختی مانند کلسیم و منیزیم جایگزین می شود و رزیم مجددا توانایی تعویض یونی خود را باز می یابد.
مزایای دستگاه سختی گیر رزینی
هزینه سرمایه گذلری کم
ساخت مخزن سختی گیر بر اساس استانداردهای بین المللی
امکان بهره برداری به صورت تمام اتوماتیک
طراحی علمی و دقیق بر اساس دبی و کیفیت آب ورودی
معایب دستگاه سختی گیر رزینی
فقط سختی را کاهش می دهد و کل املاح آب TDS را نمی تواند کاهش دهد.
نیاز به انجام احیا دوره ای و مصرف پیوسته مواد شیمیایی ( آب نمک ) دارد.
تفاوت دستگاه سختی گیر رزینی و سختی گیر الکترو مغناطیسی
دستگاه سختی گیر رزینی عوامل ایجاد سختی را از آب حذف می نماید اما دستگاه الکترومغناطیسی فقط این عوامل را به صورت محلول در آب نگه می دارد تا مانع رسوب آن ها شود.
قیمت سختی گیر رزینی آب
قیمت سختی گیر به ظرفیت ، اتوماتیک بودن ، جنس و دوره احیا بستگی دارد.