طرز کار سختی گیر رزینی چگونه است؟

سختی گیر رزینی چیست؟

آب به دلیل عبور از لایه های خاکی و سنگی زمین به مرور حاوی املاح متعددی از قبیل کلسیم و منیزیم میشود. این املاح پس از ورود به تجهیزات صنعتی از قبیل دیگ های بخار و قرار گرفتن در معرض دمای زیاد به شکل رسوب در جداره لوله و اتصالات و بویلر رسوب می کند. لایه های رسوبی نه تنها شرایط را برای خوردگی سطوح و ایجاد ترک و سوراخ فراهم می کند، بلکه مانع از عبور گرما به درون دیگ شده و مصرف انرژی را تا حد زیادی افزایش می دهد. در واقع املاح زیاد در آب منجر به افزایش درجه سختی آن میشوند.

یکی از روش های کاهش درجه سختی آب، استفاده از سختی گیر رزینی است. سختی گیر رزینی دستگاهی با مخزن فلزی یا فایبرگلاس است که درون آن لایه هایی از دانه های پلیمری رزین تعبیه شده است. دانه های رزین تمایل بسیار زیادی به تبادل یون دارند و کلسیم و منیزیم آب با سدیم رزین جایگزین می شوند. در نهایت آب خروجی از دستگاه دارای مقدار بسیار کمی از املاح بوده و کیفیت مطلوبی دارند.

طرز کار سختی گیر رزینی

دانه های رزین نقش بسیار مهمی در تصفیه آب با این دستگاه دارند و می توان گفت مهم ترین جزء محسوب میشوند. با اندازه گیری نوع و مقدار املاح و یون های موجود در آب، تعیین درجه سختی، کیفیت خروجی مورد نظر و غیره سختی گیر مناسب انتخاب و در مسیر عبور آب قرار می گیرد. به منظور کاهش درجه سختی آب با سختی گیر رزینی به صورت زیر روند حذف املاح انجام می شود:

• آب از طریق شیر بالای مخزن وارد سختی گیر میشود.
• با عبور آب از روی بستر رزینی، املاحی از قبیل کلسیم و منیزیم با سدیم رزین جایگزین میشوند.
• به منظور جداسازی ذرات معلق در آب بعد از رزین، بستر سیلیس در نظر گرفته شده است. آب با عبور از روی این بستر ذرات معلق و گل و لای خود را از دست می دهد.
• آب با درجه سختی کم از قسمت پایین مخزن از طریق شیرهای مخصوص تخلیه می گردد.

با گذشت زمان و عبور آب سخت از روی بستر رزین، به مرور این دانه های ریز پلیمری کارایی خود را از دست می دهند. چون سدیم خود را از دست داده و تمایل به تبادل یون نخواهند داشت. این روند تاثیر زیادی بر کاهش کارایی سختی گیر رزینی دارد. به همین دلیل با اندازه گیری سختی آب خروجی از دستگاه تشخیص داده میشود که آیا رزین ها باید احیا شوند یا خیر؟ این روند بر اساس مدل سختی گیر ممکن است به صورت دستی، نیمه اتوماتیک و تمام اتوماتیک انجام شود.

ساختار سختی گیر رزینی

به منظور پیاده سازی طرز کار سختی گیر رزینی که در بالا به آن اشاره شد، نیاز به اجزای متعددی از قبیل شیر ورودی و تخلیه آب، شیر آب و نمک، فشار سنج، مخزن آب و نمک، دریچه بازدید، شیر چند راهه، لایه های رزینی، لوله های شست و شوی معکوس یا بک واش و صفحه آب پخش کن می باشد. این اجزا درون مخزن فلزی یا فایبرگلاس و استیل تعبیه شده و به کمک دریچه بازدید می توان نسبت به تعویض رزین ها اقدام کرد.

طرز کار سختی گیر اتوماتیک و نیمه اتوماتیک

علاوه بر تفاوت هایی که در جنس بدنه و ظرفیت مخزن سختی گیر وجود دارد، در میزان دخالت اپراتورهای انسانی در روند کار این تجهیزات نیز تفاوت هایی به چشم میخورد. بر همین اساس می توان آنها را در مدل های مختلف سختی گیر رزینی اتوماتیک و نیمه اتوماتیک دسته بندی کرد.

سختی گیر رزینی اتوماتیک به صورت خودکار درجه سختی آب را اندازه گیری نموده و تشخیص می دهد که آیا دانه های رزین کارایی خود را از داده و نیاز به احیا و شست و شوی دارند یا خیر؟ تمام فرایند تشخیص زمان مناسب برای احیا و فعال سازی بک واش و شست و شو با محلول آب نمک در این مدل خودکار و بدون دخالت دست انجام میشود. در مدل های نیمه اتوماتیک از شیرهای سه حالته استفاده شده و اپراتور انسانی باید بک واش را فعال کند.

نحوه شست و شوی سختی گیر رزینی

همان طور که اشاره شد، با اندازه گیری درجه سختی آب تشخیص داده میشود که آیا رزین باید احیا شود یا خیر؟ برای شست و شو و احیای رزین به چند روش می توان عمل نمود که عبارتند از:

شست و شوی سختی گیر رزینی با آب و نمک

در طراحی سختی گیرهای رزینی، علاوه بر مخزن اصلی برای تصفیه آب، مخزن کوچک حاوی محلول آب و نمک نیز ساخته میشود. این دو مخزن در کنار هم قرار میگیرند. بعد از تشخیص کاهش کارایی دانه های رزین، محلول آب و نمک از روی بستر رزین عبور داده میشود. سدیم موجود در آب و نمک با کلسیم و منیزیم روی دانه های رزین جایگزین میشوند. با تکرار این روند دانه های رزین مجدد کارایی خود را بدست آورده و اصطلاحا احیا میشوند.

شست و شوی معکوس سختی گیر

از دیگر روش ها برای احیای دانه های رزین، بک واش یا شست و شوی معکوس می باشد. در این روش، آب با فشار زیاد از پایین به بالای مخزن هدایت شده و از روی بستر رزینی عبور می کند. با هدایت آب در خلاف جهت حرکت همیشگی لایه های انباشته شده روی رزین ها جدا میشود. این روش تاثیری بر میزان سدیم روی رزین ندارد، اما شرایط را تاثیر بهتر محلول آب و نمک بر روی رزین افزایش می دهد.

البته لازم به ذکر است، رزین های استفاده شده در سختی گیرها دارای انواع مختلف کاتیونی و آنیونی بوده و بر همین اساس می توان نوع مواد احیا کننده را انتخاب کرد. در دستگاه های مختلف و متناسب با نوع کاربردشان سرعت هدایت آب در بک واش، تعداد مراحل شست و شو و مواد مورد استفاده متفاوت می باشد.

کاربرد سختی گیر رزینی

همان طور که در طول متن اشاره شد، درجه سختی آب اگر از اندازه استاندارد بیشتر باشد نه تنها به تجهیزات صنعتی آسیب وارد می کند، بلکه تهدیدی برای سلامتی بدن محسوب میشود. به همین دلیل از سختی گیر رزینی در محیط های متعددی استفاده میشود از قبیل:

• کاهش درجه سختی آب مزارع کشاورزی و باغبانی
• کاهش درجه سختی آب های آشامیدنی
• تصفیه آب موتورخانه
• تصفیه آب کارخانجات مواد غذایی و داروسازی و غیره
• کاهش درجه سختی آب نساجی و پارچه بافی به منظور افزایش کیفیت محصول
• تصفیه آب کارخانجات کاغذسازی

جمع بندی

سختی گیر رزینی با استفاده از قدرت تبادل یون بسیار بالای دانه های پلیمری رزین املاح و یون های موجود در آب از قبیل کلسیم و منیزیم را جداسازی می کند. این تجهیزات دارای مخزن فلزی یا فایبرگلاس بوده و به کمک محلول آب و نمک موجود در مخزن جانبی دستگاه فرایند احیای رزین به منظور افزایش کارایی دستگاه انجام میشود.