آبی که از شیر خارج میشود ممکن است کاملاً شفاف باشد، اما مقدار زیادی کلسیم و منیزیم داشته باشد. به چنین آبی، آب سخت میگویند. وقتی آب گرم میشود یا قطرههای آن روی یک سطح خشک میشوند، بخشی از این مواد به شکل رسوب سفید باقی میمانند. این رسوب فقط روی شیرآلات و ظروف دیده نمیشود؛ داخل لولهها، آبگرمکنها و تجهیزات دیگر نیز شکل میگیرد. آب سخت همچنین باعث میشود صابون و مواد شوینده کمتر کف کنند.
سختی گیر آب برای کاهش این مشکلات استفاده میشود. این دستگاه مقدار کلسیم و منیزیم آب را پایین میآورد. در نتیجه، آب کمتر رسوب تشکیل میدهد، شویندهها بهتر عمل میکنند و تجهیزات دیرتر جرم میگیرند. در ادامه توضیح میدهیم سختی گیر چگونه کار میکند و استفاده از آن چه تأثیری بر کیفیت آب دارد.
سختی آب چیست؟
آب هنگام عبور از لایههای مختلف خاک و سنگ، بخشی از مواد معدنی آنها را در خود حل میکند. کلسیم و منیزیم مهمترین موادی هستند که سختی آب را افزایش میدهند. به همین دلیل، آب چاه و منابع زیرزمینی معمولاً سختی بیشتری نسبت به بسیاری از منابع سطحی دارند.
سختی را معمولاً با واحد میلیگرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم بیان میکنند. هرچه این عدد بالاتر باشد، احتمال تشکیل رسوب نیز افزایش مییابد. آب با سختی کمتر از ۶۰ میلیگرم در لیتر نرم محسوب میشود. سختی بین ۶۱ تا ۱۲۰ در محدوده نسبتاً سخت قرار میگیرد. آب با سختی ۱۲۱ تا ۱۸۰ سخت است و مقادیر بالاتر از ۱۸۰، آب بسیار سخت را نشان میدهد.
وجود کلسیم و منیزیم به خودی خود به معنای آلودگی آب نیست. مشکل اصلی زمانی شکل میگیرد که مقدار این مواد با نوع مصرف آب سازگار نباشد. آبی که برای آشامیدن مشکل خاصی ایجاد نمیکند، ممکن است برای دیگ بخار، آبگرمکن، مبدل حرارتی یا برخی فرایندهای تولید مناسب نباشد.
آب سخت چه نشانههایی دارد؟
آزمایش آب، دقیقترین راه برای اندازهگیری سختی آن است. بااینحال، نشانههای زیر میتوانند وجود سختی بالا را نشان دهند:
- تشکیل رسوب سفید روی شیرآلات، سردوش و کاشیها
- جرمگرفتن سریع کتری، سماور و آبگرمکن
- باقیماندن لکههای کدر روی ظروف شیشهای
- کمشدن کف صابون و مواد شوینده
- نیاز به شوینده بیشتر برای شستوشوی لباس و ظروف
- کاهش تدریجی جریان آب بر اثر رسوبگرفتگی لولهها
- افت عملکرد تجهیزات گرمایشی به دلیل تشکیل رسوب
سختی گیر آب چگونه کار میکند؟
استفاده از سختی گیر یکی از رایجترین روشهای کاهش سختی آب است. این دستگاه مخزنی دارد که دانههای رزین تبادل یونی در آن قرار گرفتهاند. آب سخت وارد مخزن میشود و از میان این دانهها عبور میکند.
رزین یونهای کلسیم و منیزیم را از آب میگیرد و یونهای سدیم یا پتاسیم را جایگزین آنها میکند. به این فرایند «تبادل یونی» میگویند. پس از این جابهجایی، مقدار عوامل رسوبساز در آب خروجی کاهش مییابد. آب همچنان املاح محلول دارد، اما دیگر همان مقدار کلسیم و منیزیم را با خود حمل نمیکند.
عملکرد دستگاه را میتوان در چهار مرحله خلاصه کرد:
۱. آب سخت وارد مخزن میشود.
۲. آب از میان بستر رزین عبور میکند.
۳. رزین کلسیم و منیزیم را نگه میدارد و سدیم یا پتاسیم آزاد میکند.
۴. آب با سختی کمتر از دستگاه خارج میشود.
دانههای رزین ظرفیت محدودی دارند. پس از مدتی، کلسیم و منیزیم جای بیشتر یونهای قابلتبادل را میگیرند و توان رزین کاهش مییابد. در این مرحله، دستگاه باید فرایند احیا را انجام دهد. محلول آبنمک از میان رزین عبور میکند، مواد جمعشده را کنار میزند و یونهای سدیم را دوباره در اختیار رزین قرار میدهد. پس از شستوشو، دستگاه میتواند چرخه سختیگیری را از سر بگیرد.
سختی گیر چگونه کیفیت استفاده از آب را بهتر میکند؟
کاهش سختی، رفتار آب هنگام شستوشو، گرمشدن و عبور از تجهیزات را تغییر میدهد. اثر این تغییر را میتوان در کاهش رسوب، عملکرد بهتر شویندهها و نگهداری آسانتر تأسیسات دید.
رسوب کمتری روی سطوح باقی میماند
کلسیم و منیزیم با گرمشدن یا تبخیر آب، به شکل لایههای سفید و خاکستری روی سطوح باقی میمانند. سختی گیر مقدار این مواد را کاهش میدهد و سرعت تشکیل رسوب روی شیرآلات، کتری و تجهیزات را کمتر میکند. البته این دستگاه رسوبهای قدیمی را پاک نمیکند و برای حذف آنها همچنان به رسوبزدایی نیاز است.
شویندهها بهتر عمل میکنند
کلسیم و منیزیم قدرت کفکنندگی صابون و مواد شوینده را کاهش میدهند. پس از کاهش سختی آب، شویندهها راحتتر کف میکنند و شستوشوی لباس، ظروف و سطوح سادهتر میشود. میزان صرفهجویی در مصرف شوینده نیز به سختی اولیه آب و مقدار مصرف هر مجموعه بستگی دارد.
لولهها و تجهیزات دیرتر رسوب میگیرند
رسوب بهتدریج در لولهها جمع میشود و فضای عبور آب را محدود میکند. این لایه در آبگرمکن، پکیج، دیگ بخار و مبدل حرارتی میتواند انتقال گرما را نیز کاهش دهد. سختی گیر آب با کمکردن مواد رسوبساز، احتمال بروز این مشکلات را پایین میآورد و فاصله میان دفعات رسوبزدایی را بیشتر میکند.
تمیزکردن ظروف و شیرآلات آسانتر میشود
پس از خشکشدن قطرات آب سخت، املاح آن به شکل لکه روی شیشه، ظروف و شیرآلات باقی میمانند. کاهش سختی، تعداد و شدت این لکهها را کمتر میکند. در نتیجه، سطوح ظاهر تمیزتری دارند و برای پاککردن آنها به زمان و مواد شوینده کمتری نیاز است.
چرا سختی گیر رزینی کاربرد زیادی دارد؟
روشهای مختلفی برای کنترل رسوب یا کاهش املاح آب وجود دارند. برخی دستگاهها واقعاً کلسیم و منیزیم را از آب میگیرند و برخی دیگر تنها رفتار رسوب را تغییر میدهند. برای مثال، تجهیزات مغناطیسی یا الکترومغناطیسی معمولاً سختی اندازهگیریشده آب را کاهش نمیدهند.
سختی گیر رزینی مستقیماً عوامل اصلی سختی را با یونهای دیگری جایگزین میکند. به همین دلیل، اثر آن را میتوان با آزمایش آب ورودی و خروجی سنجید. هنگام مقایسه انواع سختی گیر آب باید مشخص شود که هدف، کاهش واقعی سختی است یا فقط کنترل تشکیل رسوب.
سختی گیر چه تفاوتی با دستگاه تصفیه آب دارد؟
سختی گیر آب برای انجام یک کار مشخص طراحی شده است: کاهش کلسیم و منیزیم. این دستگاه را نباید راهکاری برای حذف همه مواد نامطلوب آب دانست. سختی گیر معمولی باکتری، ویروس و انگل را از بین نمیبرد و تمام نمکها، فلزات یا ترکیبات شیمیایی را نیز حذف نمیکند.
سختی آب با TDS نیز تفاوت دارد. TDS مقدار کل مواد جامد محلول در آب را نشان میدهد، اما سختی بیشتر به کلسیم و منیزیم مربوط است. سختیگیر این دو یون را با سدیم یا پتاسیم جابهجا میکند. بنابراین معمولاً میزان کل مواد محلول آب را به شکل محسوسی پایین نمیآورد.
اگر هدف کاهش گسترده املاح محلول، شوری یا برخی آلایندهها باشد، باید روش دیگری را انتخاب کرد. برای نمونه، سیستمهای تصفیه آب صنعتی مبتنی بر اسمز معکوس میتوانند بخش وسیعتری از املاح محلول را کاهش دهند. در برخی مجموعهها نیز سختیگیر نقش پیشتصفیه را دارد و پیش از سیستم اصلی قرار میگیرد.
آیا آب سخت برای سلامت مضر است؟
آب سخت همیشه آب ناسالمی نیست. کلسیم و منیزیم از مواد معدنی مورد نیاز بدن هستند و آب آشامیدنی میتواند بخشی از آنها را تأمین کند. سازمان جهانی بهداشت برای سختی آب حد مبتنی بر سلامت تعیین نکرده است؛ زیرا سختی در مقادیر معمول آب آشامیدنی، نگرانی مستقیم سلامتی محسوب نمیشود.
بنابراین نباید هر لکه یا رسوبی را نشانه ناسالمبودن آب دانست. برای بررسی سلامت آب باید عواملی مانند آلودگی میکروبی، ترکیبات شیمیایی، فلزات و شوری را نیز آزمایش کرد.
سختی گیرهای رزینی سدیمی، مقدار سدیم آب را افزایش میدهند. این مقدار برای بیشتر افراد مشکل شناختهشدهای ایجاد نمیکند؛ اما افرادی که رژیم بسیار کمسدیم دارند، بهتر است آب مصرفی خود را آزمایش کنند و نظر پزشک را نیز در نظر بگیرند.
چه زمانی استفاده از سختی گیر منطقی است؟
رسوبگرفتگی میتواند نشانه سختی آب باشد، اما ظرفیت دستگاه مورد نیاز را مشخص نمیکند. برای انتخاب سختیگیر باید میزان سختی آب، حجم مصرف روزانه و نوع کاربرد را بررسی کرد. دستگاه مناسب یک ساختمان مسکونی لزوماً برای موتورخانه، کارگاه یا کارخانه مناسب نیست.
استفاده از سختیگیر در شرایط زیر میتواند مفید باشد:
- آزمایش آب، سختی بالاتر از محدوده مناسب مصرف را نشان دهد.
- رسوب بهسرعت در لولهها و تجهیزات تشکیل شود.
- آب گرم در حجم زیاد مصرف شود.
- تجهیزات به سختی آب حساس باشند.
- رسوبزدایی مکرر، هزینه نگهداری را افزایش داده باشد.
- سختی آب عملکرد مراحل بعدی تصفیه را مختل کند.
ظرفیت دستگاه باید با سختی آب و حجم مصرف هماهنگ باشد. دستگاه کوچک زودتر به احیا نیاز پیدا میکند و ممکن است در ساعات پرمصرف آب با سختی مناسب تحویل ندهد. دستگاهی بزرگتر از نیاز نیز هزینه خرید، نگهداری و مصرف نمک را بیدلیل افزایش میدهد.
نگهداری سختیگیر چه اهمیتی دارد؟
کیفیت آب خروجی فقط به مشخصات دستگاه وابسته نیست. سختیگیر برای ادامه کار به نمک مناسب، احیای منظم و بررسی دورهای نیاز دارد. تنظیم نادرست زمان احیا میتواند مصرف آب و نمک را افزایش دهد یا پیش از احیای بعدی، ظرفیت رزین را تمام کند.
بررسی سطح نمک، جلوگیری از ایجاد توده نمک در مخزن، آزمایش سختی آب خروجی و کنترل نشتی اتصالات از مهمترین اقدامات نگهداری هستند. کیفیت آب ورودی نیز بر عمر رزین اثر میگذارد. وجود ذرات معلق، آهن یا مواد نامناسب میتواند کارایی رزین را کاهش دهد. به همین دلیل، گاهی سیستم به مرحله پیشتصفیه نیاز دارد.
جمعبندی
سختی گیر آب با کاهش کلسیم و منیزیم، میزان رسوب را کم میکند. در نتیجه، شویندهها بهتر عمل میکنند و لولهها و تجهیزات دیرتر جرم میگیرند. البته این دستگاه آب را ضدعفونی نمیکند و همه املاح یا آلایندهها را نیز از بین نمیبرد. شرکت آب پاک سازان از سال ۱۳۷۷ در زمینه طراحی و ساخت سیستمهای تصفیه آب صنعتی فعالیت میکند. این مجموعه با بررسی آنالیز آب، حجم مصرف و محل استفاده، ظرفیت سختیگیر و مقدار رزین مورد نیاز را تعیین میکند و خدمات ساخت، نصب و راهاندازی دستگاه را نیز ارائه میدهد.