سختی گیر – قیمت سختی گیر رزینی آب

سختی گیر محفظه ای است فلزی (گالوانیزه با رنگ اپوکسی، استیل) و یا frp (فایبرگلاس) که با فراهم نمودن فضای کافی برای عبور آب سخت (آهکی) شامل کلسیم یا منیزیم از درون رزین (کاتیونی، آنیونی) زمینه نرم شدن آب را فراهم می کند .

شرکت مهتاب گستر تولید کننده دستگاه سختی گیر آب می باشد که در این قسمت از وب سایت به معرفی سختی گیر می پردازیم پس در ادامه این مطلب با ما همراه باشید .

سختی آب

رسوب در لوله
آب سخت آبی است که حاوی نمک های معدنی از قبیل بی کربنات ها ، یون های کلسیم ، منیزیم  و … است . این مواد معدنی در مسیر حرکت آب بوده و در آب حل شده اند . انحلال پذیری مواد از 0.001 میلی گرم بر لیتر تا 100 گرم بر لیتر متفاوت است و در این میان محلول نمک های کلسیم ، منیزیم و آهن موجب سختی آب میشوند .

در آب های طبیعی ، معمولا غلظت کلسیم دو برابر منیزم است در حالی که در آب دریا منیزم حدود 5 برابر کلسیم می باشد .

میزان سختی آب بر حسب میلی گرم بر لیتر (mg/l) بیان می شود .

از ساده ترین اثرات وجود سختی در آب میتوان به کف نکردن شوینده ها ، کاهش عملکرد ماشین های لباس شویی و ظرف شویی ، دیرپز شدن مواد غذایی ، رسوب بر روی شیشه و … اشاره کرد .

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می گردد عبور طولانی مدت آب سخت از لوله و اتصالات موجب رسوب گرفتگی آنها خواهد شد و دبی و فشار آب کاهش خواهد یافت.

وجود مواد معدنی در آب آشامیدنی برای بدن ضروری است اما اگر از حد مجاز آن بگذرد باعث بروز بیماری های قلبی عروقی، دیابت، بیماری های عصبی و اختلال در عملکرد کلیه خواهد شد.

سختی آب به دو نوع تقسیم می شود.

 

سختی موقت (Temporary Hardness)

 

به نمک های منیزیم بی کربنات و کلسیم بی کربنات در آب که ترکیبات ناپایداری هستند و در اثر حرارت دادن و جوشاندن آب به منیزیم کربنات و کلسیم کربنات تبدیل شده و رسوب می کنند، سختی موقت و یا سختی کربناتی گفته می شود.

 

سختی دائم (Permanent Hardness)

 

به نمک های منیزیم کلرید، منیزیم سولفات، منیزیم نیترات، کلسیم کلرید، کلسیم سولفات و کلسیم نیترات در آب، سختی دائم و یا سختی غیرکربناتی گفته می شود .

 

سختی کل

به مجموع سختی موقت و سختی دائم آب، سختی کل می گویند .

 

دسته بندی آب بر حسب سختی:

آب سبک (Soft Water): آبی که میزان سختی آن بین 5 تا 60 میلی گرم  بر لیتر باشد .

آب متوسط (Moderately Hard Water): آبی که میزان سختی آن بین 60 تا 120 میلی گرم بر لیتر باشد.

آب سخت (Hard Water): آبی که میزان سختی آن بین 120 تا 180 میلی گرم بر لیتر باشد .

آب خیلی سخت (Very Hard Water): آبی که میزان سختی آن از 180 میلی گرم بر لیتر بیشتر باشد .

پارامترهای تشکیل دهنده سختی آب در کشورهای مختلف

فرانسه هر واحد سختی برابر است با یك گرم گربنات كلسیم در 100 لیتر آب (10 میلی‌گرم در لیتر )

در کشور انگلیس برابر است با یك گرم كربنات كلسیم در 70 لیتر آب (14.3 میلی‌گرم در لیتر)

و در ایران و آمریكا برابر است با یك گرم كربنات كلسیم در 100 لیتر آب (1 میلی‌گرم در لیتر )

آلمان عبارتست از معادل یك گرم كربنات كلسیم در 56 لیتر آب (17.8 میلی‌گرم در لیتر)

روش های حذف سختی یا سبک کردن آب :

روش های زیادی برای درمان آب سخت وجود دارد که از چند اصل مانند جداسازی املا ح کلسیم  ومنیزیم با استفاده از موادشیمیایی ، تبدیل املاح کلسیم ومنیزیم به سدیم ، روش های مغناطیسی و … استفاده می کند.

 

انواع سختی گیر

  1. با توجه به آنچه که در بالا اشاره شد، تجهیزات مختلفی برای گرفتن سختی از آب وجود دارد.
  2. سختی گیر رزینی
  3.  فیلتر کربنی
  4. سیستم اسمز معکوس یا آب شیرین کن
  5. سختی گیر الکترومغناطیسی
  6. سختی گیر الکترونیکی

 

سختی گیر رزینی

سختی گیر رزینی دستگاهی است که با استفاده از تبادل یون باعث از بین بردن سختی آب می گردد. رزین های تبادل یونی باعث جذب یون های سخت آب می شود و در عوض یون های سدیم را جایگزین آن می کند. یون سدیم در آب پایدار است و رسوب نمی کند. به همین دلیل آب حاوی یون سدیم را آب نرم می گویند. در شکل زیر به صورت شماتیک نحوه عملکرد یک سختی گیر رزینی به تصویر کشیده شده است.

سختی گیر

اجزای سختی گیر رزینی

دستگاه سختی گیر رزینی از چند بخش  تشکیل شده است :

مخزن سختی گیر

مخزنی که محل نگهداری رزین می باشد و فرآیند حذف سختی در آن انجام می پذیرد. جنس این مخزن می تواند فلزی، فایبر گلاس و یا استیل باشد.

مخزن آب نمک

سختی گیر رزینی

مخزنی که محلول آب نمک درآن ذخیره می شود که بعد از اشباع شدن رزین، محلول از آن به مخزن سختیگیر انتقال می یابد. جنس این مخزن عمدتاً از پلی اتیلن می باشد.

شیر سختی گیر

شیر سختیگیر

شیر ابزار کنترل کننده جریان های ورودی و خروجی از مخزن سختی گیر می باشد. شیر سختی گیر کل سیستم را اداره می کند؛ سیستم را در چرخه های مختلف خود قرار می دهد و سرعت جریان آب  و آب نمک را کنترل می کند. انواع شیر سختیگیر مانند اتوماتیک، نیمه اتوماتیک و سلوولو می باشد.

نمک سختی گیر

بخش مهمی از سیستم سختی گیر رزینی، نمک است. جهت تهیه محلول آب نمک می بایست از نمک طعام خالص استفاده کرد. ناخالصی های موجود در نمک می تواند باعث آسیب رساندن به رزین ها و کاهش ظرفیت آن ها شود. معمولاً از سنگ نمک بدین منظور استفاده می شود. سدیم موجود در نمک طعام به جایگاه فعال رزین سختی گیر می چسبد و جایگزین یون های سخت کلسیم و منیزیم می شود.

رزین

رزین های سختی گیر پلیمرهایی هستند که در جایگاه فعال خود قادر به جذب یونهای مثبت  می باشند. رزین ها دارای ساختار شبکه ای و به صورت مهره های ریز با قطر 0.5 تا 1 میلیمتر می باشند و در آب نامحلولند.

گاهی بیرنگ و تا حدودی زرد می باشند و از پلیمرهای ارگانیک تشکیل شده اند. مهره ها متخلل بوده و دارای جایگاه فعال زیادی بر روی سطح و داخل خود می باشند. جذب یک یون بر روی این مهره ها همراه با آزاد شدن یک یون دیگر می باشد و به همین دلیل رزین های تبادل یونی نامیده می شوند.

تعداد ” پیوندها ” در مهره استحکام و طول عمر آن را مشخص می کند. در سختی گیر ها معمولا از رزین هایی با پیوند 8 % استفاده می شود .

عواملی مانند کلر و آهن موجود در آب و شوک هیدرولیک بر طول عمر رزین تاثیر گذار خواهد بود. بسته به این شرایط رزین استاندارد 8 % هر سال بین 2 تا 10 درصد تجزیه می شود.

 

تاثیر کلر بر رزین سختی گیر

کلر یک ماده ضد عفونی کننده عالی است که بسیاری از شهرها برای کنترل باکتریهای موجود در آب از آن استفاده می کنند. همچنین کلر یک اکسید کننده قوی است که بر روی لاستیک و پلاستیک (رزین ) اثر می گذارد.

آب کلر دار، دیوینیل بنزن (DVB) را که ماده اتصال در رزین است اکسید می کند و از بین می برد. هنگامی که پیوند DVB شکسته می شود دانه رزین متورم شده و به یک توده ژل مانند بی فایده تبدیل می شود.

 

تاثیر آهن بر رزین تبدیل یونی

برخی از منابع آبی دارای عنصر آهن هستند. مقدار نمک (سدیم) لازم برای جدا کردن آهن از دانه های رزین حدودا 4 برابر مقدار نمکی است که جهت جدا کردن کلسیم و یا منیزیم نیاز است. اگر آهن از رزین جدا نشود، اکسیژن موجود در آب مولکول آهن را اکسید می کند، باعث حجیم شدن 20 برابری رزین می شود و اتصالات رزین را شکسته و ظرفیت آن را کاهش می دهد.

شوک هیدرولیک

تصور کنید آب در لوله جاری است و شما شیر را می کشید  و آب سریعا متوقف می شود . هنگامی که آب جاری بلافاصله متوقف می شود ، موج شوکی ایجاد می شود که از طریق سیستم لوله کشی به داخل بستر رزین سختیگیر می رود. این اثر کوبش، شوک هیدرولیکی نام دارد که باعث شکسته شدن مهره های رزین می شود.

تعویض رزین سختی گیر

با تجزیه شدن رزین به دلایلی که بالاتر نام برده شد  ظرفیت سختی گیر کاهش می یابد. ظرفیت کمتر به معنی احیای مکرر است که باعث هدر رفت نمک و آب خواهد شد.  در چنین وضعیتی نیاز است تا رزین دستگاه تخلیه و رزین جدید جایگزین شود.

انواع رزین سختی گیررزینی:

 

  1. رزین کاتیونی
  2. رزین آنیونی

 

رزین کاتیونی :

رزین کاتیونی به رزین هایی با بار مثبت اطلاق می گردد که این بار مثبت را با بار منفی جایگزین می کنند. این نوع رزین به دو شکل رزین کاتیونی ضعیف و قوی موجود می باشند. رزین کاتیونی ضعیف دارای بازده عملکرد بالاتری هستند و همچنین پساپ کمتری دارند .این نوع رزین ها می توانند یون های کلسیم و منیزیم را ازآب حذف کنند رزین های کاتیونی قوی علاوه برحذف یون های کلسیم و منیزیم قادر به حذف دیگر فلزات موجود درآب همچون آهن هستند بنابراین در اکثر سختی گیر های رزینی از این نوع رزین های کاتیونی استفاده می شود.

 

رزین آنیونی:

رزین های آنیونی رزین های با بارمنفی هستند که قادرند آنیون هایی همچون اسید سولفوریک، اسیدنیتریک و…‌ را جذب و از آب حذف نمایند که این نوع رزین ها نیز به دوگونه رزین آنیونی ضعیف و قوی در بازار موجود می باشد. رزین های آنیونی ضعیف فقط می توانند اسید های تفکیک شده درآب را حذف کنند که در دیونایزرها بعد از ستون کاتیونی قوی قرار می گیرند. رزین های آنیونی قوی قادر هستند که تمام اسید های تفکیک شده و تفکیک نشده موجود درآب را جذب و حذف نمایند به همین دلیل بیشترین کاربرد آن در بویلرهای نیروگاهی می باشد.

رزین پرولایت

رزین پرولایت

برای شروع ما این رزین با کیفیت عالی و صنعتی را داریم. رزین کاتیونی Purolite C-100 E  یک انتخاب عالی برای همه سختی گیر های رزینی است. این رزین عناصر آب سخت را خنثی می کند و آب با کیفیت بهتری را تولید می کند. یکی از مزایای این رزین مقاومت بالا در برابر سخت ترین نوع آب است که موجب افزایش طول عمر رزین می شود.

 

 

طرز کار سختی گیر رزینی

آب سخت حاوی یون های کلسیم (Ca2+) و منیزیم (Mg2+) و تا حدودی آهن (Fe2+ or Fe3+) از خط اصلی تامین می شود، از بای پس عبور می کند، وارد شیر سختی گیر می شود و به درون مخزن رزین هدایت می شود. سپس از ظریق آب پخش کن یا نازل هایی که در کف مخزن نصب شده با دانه های رزین که با یون های سدیم (Na+) و موارد نادر یون های پتاسیم  (K+) اشباع شده است، برخورد می کند.

دانه های کوچک رزین وظیفه دارند که یون های سخت را از طریق فرآیندی موسوم به “تبادل یونی” با یون سدیم تعویض کنند. چون در این نوع تبادل، کاتیون ها با هم تعویض می شوند، اصطلاحاً به این نوع فرآیند تبادل کاتیونی و به رزین مربوطه رزین کاتیونی گفته می شود. واکنش مربوطه و شماتیک فرآیند سختی گیری آب در شکل زیر به تصویر کشیده شده است:

احیای رزین

به مرور زمان کل دانه های رزین با کاتیونهای معدنی سخت مانند کلسیم و منیزیم پوشانده می شود. بنابراین باید دانه های رزین مجدداً با سدیم احیاء شوند. این فرآیند اشباع سازی دوباره دانه های رزین با سدیم بعنوان احیای رزین شناخته می شود.

در طی این فرآیند دانه های رزین با یک محلول آب نمک غلیظ شسته می شوند. غلظت بالای یون سدیم موجود در آب نمک، کلسیم و منیزم را مجبور می کند تا بعنوان ضایعات آزاد شده و توسط جریان آب از مخزن خارج شوند. بعد از فرآیند احیا ، کل دانه های رزین کاملا با یون های سدیم پوشانده می شود.

شماتیک کلی عملکرد سختی گیر رزینی

عملکرد سختی گیر رزینی

بک واش

در این مرحله با تعویض جهت جریان ورودی، آب به مدت 5 الی 10 دقیقه از بستر رزین عبور کرده و باعث خروجی مواد جامد درشت مولکول از بستر رزین می گردد. بکواش همچنین باعث کاهش تراکم بستر رزین و در نتیجه کاهش افت فشار جریان آب می گردد.

احیاء یا بازیافت جایگاه فعال رزین: در این مرحله با استفاده از آب نمک 10% فرآیند احیاء انجام می شود. اکیداً توصیه می گردد که جهت تهیه آب نمک از آب نرم تولید شده توسط دستگاه سختی گیر رزینی استفاده شود. استفاده از آب خام جهت تهیه آب نمک به شدت ظرفیت فعال رزین را کاهش داده و طول عمر آن را کاهش می دهد. در صورت رعایت اصول ذکر شده، رزین پرولایت حدود 2 سال قابل بهره برداری می باشد.

شستشوی نهایی و آماده سازی: در نهایت با استفاده از آب نرم بستر رزین به طور کامل شستشوی می شود تا محلول آب نمک به طور کامل از بستر رزین خارج شود.

کل فرآیند احیاء رزین حدود 40 دقیقه طول می کشد. میزان آب مصرفی جهت فرآیند احیاء حدود 7 برابر حجم بستر رزین می باشد. در سختی گیر های اتوماتیک همه مراحل ذکر شده بصورت خودکار انجام می شود ولی در سختی گیرهای نیمه اتوماتیک باید توسط اپراتور کنترل شود.

محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی :

C=Q*t*TH*15/73

 

C = ظرفیت سختی گیر برحسب گرین

 

Q = دبی آب ورودی به دستگاه (M3/H)

 

t = مدت زمان بین دواحیا (که معمولا بین 8-72 ساعت است)

 

TH = میزان سختی آب (mg)

 

طراحی سختی گیر

ظرفیت  سختی گیر بر اساس دبی آب مورد نیاز، سختی آب ، ساعت کاری و … صورت می پذیرد و بعد از آن طراحی سختی گیر با انتخاب نوع جنس بدنه ، نوع شیر کنترلی، مقدار رزین و نمک انجام می شود.

واحد محاسباتی ظرفیت دستگاه سختی گیر، گرین می باشد. واحد سختی در کشور آمریکا گرین در گالن (gpm) است که  هر یک gpm نشان دهنده وجود یک گرین (64.8 میلی گرم) کربنات کلسیم در یک گالن (3.87 لیتر) آب است. بنابراین سختی گیر 50.000 گرین می تواند 50.000 گالن آب با سختی 1 gpm  را تعویض یون کند و سپس باید وارد سیکل احیا شود.
از آنجا که واحد سختی در ایران ppm  ( هر gpm = 17.1 ppm) فرمول محاسبه سختی گیر به شکل زیر خواهد بود :

با محاسبه ظرفیت سختی گیر، مقدار رزین مورد نیاز و سپس مخزن استاندارد تعیین می شود و سایز شیر کنترلی بر اساس دبی آب مورد نیاز و ظرفیت سختی گیر در نظر گرفته می شود. انتخاب نوع رزین و نوع شیر کنترلی (دستی ، اتوماتیک) بر اساس شرایط پروژه و در خواست مصرف کننده می باشد.

مزایای سختی گیر رزینی

سختی گیر رزینی موجب حذف یون های سخت کلسیم و منیزیم از آب می شود و با این تمام آب ورودی به دستگاه، سختی گیری می گردد و آب خروجی دیگر رسوب به همراه نخواهد داشت . در این صورت باعث آسیب  به مصارف و بخش های گوناگون نمی شود. ولیکن سختی گیرهای الکترونیکی ، مغناطیسی و اولتراسونیک، تنها مانع ته نشینی و رسوب یون ها درآب می شوند. این سختی گیر ها بر روی لوله ورودی آب تجهیزاتی همچون مبدل های حرارتی ، دیگ های بخار، برج های خنک کننده ، منابع کویلی و… نصب می گردند. این رسوب زدا ها فقط قادر به فرستادن امواج مافوق صوت با برد ۱۵۰ تا ۱۰۰۰متر می باشند.  بنابراین مناسب سیستم های تاسیساتی که مسیر لوله کشی درمتراژ طولانی را طی کرده اند نمی باشد. مورد دیگر اینکه سختی گیر رزینی قادر به حذف سختی های کمتر از۷۰۰ ppm می باشدکه اصولا سختی آب مورد استفاده درتجهیزات صنعتی و خانگی کمتراز این مقدار می باشد.

سختی گیر رزینی اتوماتیک یا خودکار

سختی گیر اتوماتیک

سختی گیر اتوماتیک یا خودکار دستگاهی است که عمل احیا رزین را بصورت اتوماتیک انجام می دهد و نیاز به اپراتور ندارد. تفاوت سختی گیر تمام اتوماتیک و نیمه اتوماتیک در نوع شیر کنترلی نصب شده بر دستگاه می باشد. شیرهای تمام اتوماتیک در مدل های مختلف و قابل استفاده در دستگاه های سختی گیر و فیلتر (شنی–کربنی )، در سایز های 3/4”  و 1” و 2”  موجود می باشند و پروسه سختیگیری و فیلتراسیون را برحسب زمان و یا حجم آب عبوری کنترل می کنند.

 

شیرهای اتوماتیک سختی گیر معمولاً هر 8 ساعت یکبار عمل احیاء را انجام می دهند. مدت زمان هر قابل تنظیم می باشد و بر اساس نیاز هر کاربر تنظیم می شود. مدت زمان احیاء اگر خیلی طولانی شود ممکن است باعث کاهش طول عمر رزین ها گردد.

سختی گیر رزینی نیمه اتوماتیک

سختی گیر نیمه اتوماتیک

منظور از سختی گیر نیمه اتوماتیک ، دستگاه سختی گیر با شیر نیمه اتوماتیک می باشد . شیر نیمه اتوماتیک در مدل های مختلف و در سایز های 3/4″  و 1” و  2” موجود و فرآیند سختی گیری و فیلتراسیون را مدیریت می کنند. این نوع شیر ها قابلیت تنظیم در سه حالت به صورت دستی را دارند. اپراتور با آزمایش سختی آب زمان احیاء را تشخیص داده و شیر را در حالت احیا قرار می دهد.

شیر نیمه اتوماتیک سلو ولو (SOLO VALVE)

شیر نیمه اتوماتیک سلو ولو

شیر سلوولو قابل نصب بر روی سیستم سختی گیر فلزی می باشد و در سایز های 3/4” تا 2 ½” موجود هستند. با قرار دادن اهرم شیر بر روی حالت های سرویس ، بکواش و تزریق آب نمک ، امکان احیای رزین و همچنین هدایت آب سختی گیری شده را برای سیستم فراهم می کند .

 

سختی گیر دوبلکس

در شرایطی که نیاز است سختی گیر بطور مداوم کار کند، معمولا  از سختی گیر دوبلکس استفاده می شود. همچنین دارای دو مخزن می باشد که در زمانی که یک مخزن وارد مرحله احیا می شود، مخزن دوم چرخه ی سختی گیری را ادامه می دهد. در اکثر موارد برای ظرفیت های بالا از این محصول استفاده می شود. که دارای دو مخزن ، دو شیر کنترلی و یک مخزن نمک می باشد.

کاربرد سختی گیر رزینی

سختی گیر رزینی در واحد های مسکونی و صنعتی نظیر صنعت چرم سازی ، صنعت نساجی ، صنعت نفت وگاز وپتروشیمی ، در قالیشویی ها ، کارخانجات یخ سازی ، کارخانجات فرآورده ای لبنی ، صنعت لاستیک سازی ، صنایع غذایی و … مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد سختی گیر رزینی در این صنایع در بخش های زیر می باشد:

  • تصفیه خانه های آب آشامیدنی
  • آب تغذیه  بویلرها و دیگ های صنعتی
  • تهیه آب تغذیه برج خنک کننده
  • موتور خانه ساختمان و منازل مسکونی

مزایای سختی گیر رزینی فایبرگلاس نسبت به سختی گیر رزینی فلزی

سختی گیر فایبرگلاس در برابر زنگ زدگی مقاوم هستند.

تحمل سختی گیر فایبرگلاس در برابر گرما، استرس ، رسانایی و شرایط آب و هوایی بیشتر است.

هزینه های ساخت و نگهداری کم تری دارد و در عین حال در محیط های بسیار خورنده 5 تا 10 برابر مفاومت بیشتری نسبت به سختی گیر فلزی خواهد داشت.

وزن سبک سختیگیر فایبرگلاس نسبت به سختی گیر فلزی موجب راحتی در نصب و کنترل دستگاه می باشد.

سختی گیر فلزی  تنها امکان استفاده از شیر کنترلی دستی را دارد  اما در نوع رزینی فایبرگلاس  از  هر دونوع  شیر تمام اتواتیک و دستی قابل نصب می باشد.

در آب های طبیعی، معمولا غلظت کلسیم دو برابر منیزم است در حالی که در آب دریا منیزیم حدود 5 برابر کلسیم می باشد.

قیمت دستگاه سختی گیر

برای استعلام قیمت دستگاه سختی گیر لطفا با کارشناسان ما تماس بگیرید قطعا کارشناسان ما آماده ی پاسخگویی به سوالات شما در رابطه با قیمت و انواع دستگاه سختی گیر می باشند.

قیمت سختی گیر پارامتری وابسته به ظرفیت دستگاه حذف سختی می باشد . تعداد دفعاتی که در روز سیستم بکواش می گردد ، جنس بدنه ، اتوماتیک یا غیر اتوماتیک بودن شیرها ، نوع رزین مورد استفاده درون سیستم تصفیه آب و استیل یا گالوانیزه بودن بدنه فلزی در قیمت سختی گیر تاثیر بسزایی دارند.

سختی گیر