آب سخت و دستگاههاي سختي گير آب

آب سخت آبي است که حاوي نمك*هاي معدني از قبيل ترکيبات کربنات*هاي هيدروژني٬ کلسيم ٬ منيزيم و ... است.
سختي آب بر دو نوع است: دايمي و موقت.

◄ تغييرات سختي آب:
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمين از قشرهاي آهکي و منيزيمي و گچي گذشته و يا نگذشته باشد سختي آب کم يا زياد می*شود. آبهاي نواحي آهکي سختي زيادتري تا آبهاي نواحي گرانيتي و يا شني دارند. سختي آب در عرض سال هم ممکن است تغيير نمايد. معمولاً سختي آبها در فصل باران کم و در فصل خشکي زياد می*شود. و بعضي مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ايجاد شود.

◄ مضرات آب سخت:
آب سخت براي مصرف در کارخانجات مناسب نيست. آب سخت ضرر رساندن به جداره ديگهاي بخار و ايجاد قشر آهکي بر روي جداره ديگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزايش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختي آب در تجارت تعداد زيادي مواد شيميايي براي رفع سختي آب به فروش می*رسد که داراي کربنات سديم هستند. اين مواد را قبل از ورود آب در ديگها سختي آنرا می*گيرند و يا در ديگ بر اثر افزودن اين مواد آهک و گچ را رسوب می*دهند و ديگر اين رسوب محکم به جدار ديگ نمی*چسبد بطوري که می*توان آنرا به آساني پاک نمود.

◄ درجه سختي آب:
درجه سختي آب را از روي مقدار کلسيم و منيزيم موجود در آن تعيين می*کنند. در آلمان اگر آبي ده ميلي گرم CaO در يک ليتر داشته باشد می*گويند درجه سختي آب يک است. در فرانسه اگر آبي در يک ليتر ده ميلي گرم کربنات کلسيم يا همسنگ آن کربنات منيزيم داشته باشد می*گويند که يک درجه سختي دارد. در انگلستان اگر آبي ده ميلي گرم کربنات کلسيم و يا همسنگ آن کربنات منيزيم در ۰.۷ ليتر داشته باشد يک درجه سختي دارد.
براي تعيين سريع سختي آب کارخانه شيميايي واقع در آلمان قرصهايي ساخته است. در يک لوله آزمايش مخصوص و مدرج آب مورد آزمايش را تا خط نشان لوله پر می*نمايند و به*وسيله معرفي که همراه بسته قرصهاست رنگ اين آب را قرمز می*کنند و آگاه آنقدر از اين قرصها در آن می*اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهاي ريخته شده در لوله آزمايش برابر درجه سختي آب می*باشد. دقت اين روش تا نيم درجه است. در ايران معمولا از کيت هاي خاصي استفاده مي شود.

◄ سختي زدايي:
براي برطرف کردن سختي موقت آب با جوشاندن آن کربنات*هاي هيدروژني محلول به کلسيم نامحلول تبديل شده و تشکيل رسوب می*دهند. اين رسوب در مناطق داراي آب سخت درون ديگها ديده*می*شود. سختي دايمي آب را می*توان با کمک نرم*کننده*هاي تبادل کننده يون مانند پرموتيت برطرف کرد. آبي که در طبيعت وجود دارد تقريباً هميشه ناخالص می*باشد. زيرا که اغلب داراي گچ، آهک، نمک طعام، ترکيبات منيزيم، آهن، اکسيژن و ازت، انيدريد کربنيک، ترکيبات آلي و غيره است و مقدار اين اجسام در آبهاي مختلف متفاوت است.
يکي از اجسام گيرنده سختي آب تري ناتريم فسفات Na3PO می*باشد که با اسم آلبرت*تري بکار می*رود. يون کلسيم موجود در آب بر اثر ناتريم فسفات تبديل به "تري کلسيم فسفات PO42Ca3 می*گردد و رسوب می*نمايد. بر اثر پختن بی*کربنات، کلسيم آب تبديل به کربنات می*شود و رسوب می*نمايد: (Ca3H2Ca → CO3Ca + CO2 + H2O) و بي کربنات کلسيم آب بر اثر کربنات سديم هم گچ و هم بی*کربنات کلسيم به کربنات کلسيم تبديل می*شود و رسوب می*گردد:

Ca3H2Ca + CO3Na2 → CO3Ca + 2CO3HNa

SO4Ca + CO3Na2 → CO3Ca + SO4Na2

اخيرا به مقدار زياد از رزينها که قادرند تعويض يون کنند براي رفع سختي آب استفاده می*کنند. رزين لواتيت در آلمان و آمبرليت و دووکس در آمريکا استعمال می*گردد.

◄ سختي گير:
سختي گيري براي جدا كردن دو عنصر كلسيم و منيزيم بكار ميرود. اگر اين دو عنصر از آب جدا نشوند همان اتفاقي در ديگ بخار مي*افتد كه در كتري رخ مي*دهد. در واقع رسوبات سطح بين لوله هاي آتش كار با آب را كاهش ميدهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي*شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي*كند.
اين بخش از دو مخزن تشكيل مي*شود مخزن اول شامل بافت رزين سه*بعدي بوده كه با منيزيم تركيب شده RMg بوجود مي*آورد در نتيجه سختي آب از بين مي*رود ولي نمي*توان آن را به فاضلاب هدايت كرد چون رزين از دست خواهيم رفت. پس از مخزن دوم به عنوان مخزن احيا استفاده مي كنيم در اين مخزن آب*نمك وجود دارد. واكنشهاي به صورت زير انجام مي*شود زير را با تركيب رزين و منيزيم انجام ميدهد.
واكنش اول : MgSo4 + R ---> RMg + So4

واكنش دوم : NaCl + RMg + So4 ---> RNa + MgCl2
اكنون وارد فاضلاب شده و RNa مجددا با سولفات منيزيم تر كيب شده و توليد RMg مي*نمايد كه با انجام چرخه*اي اين واكنش*ها رزين مجددا احيا شده و از چرخه خارج مي*شود.

مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت

اكنون سختي آب گرفته شده ولي براي وارد شدن به داخل ديگ باز مشکلاتي وجود دارد.
لازم به ذکر است همان گونه که بيان شد دستگاه سختي گير تنها قادر به جداسازي دو عنصر مضر کلسيم و منيزم است و جهت جدا سازي ديگر عنصر ها در آب ديگ بخار و تاسيسات از تدابير ديگري بايد در نظر گرفت.
لازم به يادآوري مي باشد در زمان توليد در کارخانه و کارکرد مداوم ديگ بخار ممکن است دستگاهاي سختي گير بيش از ظرفيت خود آب مصرفي از آنها عبور کند که مسلما تمامي املاح کلسيم و فسفر به قطع فيلتر و جداسازي نمي شود. در اين صورت تدبير ثمر بخش موادي است که املاح منيزم و کلسيمي که فيلتر نمي شوند را در آب ديگ بخارجوش به هنگام کار دائم ديگ بخار به صورت غير قابل رسوب در مي آمورد و مانع چسبيدن آنها به سطح فلز مخزن آب و روي لوله ها و کوره مي شود. که با قيمت بسيار ارزاني در دسترس مي باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفي ديگ بخار و درين هاي (زيرآب زني) مرتب طبق آزمايش هاي لازم آب ورودي ديگ، اين املاح معلق و نچسب به هرزآب فرستاده مي شود.

◄ شهرهاي با آب سخت:
اکثر شهر هاي ايران و البته شهر هاي قم، زاهدان، دليجان، ساوه، سمنان و... از شهرهايي هستند که آب آنها از سختي بالايي برخوردار است. که صنعتگران محترم جهت رفع آن براي جلوگيري از صدمات مخربي و گاهي غير قابل جبران که به سيستم تاسيسات کارخانه وارد مي گردد تدابير لازم را با هزينه اي بسيار اندک تر جلوگيري کنند. جهت کسب اطلاعات بيشتر با مديريت يا واحد شيمي آب نگين بخار تماس حتصل فرماييد. اما لازم است که سختي آب در تمامي کارخانه جات سراسر کشور به صورت دوره اي و تحت نظارت متخصصان اين بخش کنترل گردد. تا از بروز هزينه هاي هنگفت اي موضوع در اينده اي بسيار نزديک جلوگيري شود