آب سخت و دستگاه هاي سختي گير آب

آب سخت آبي است که حاوي نمك‌هاي معدني از قبيل ترکيبات کربنات‌هاي 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 می‌شود. 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 می‌شود. و بعضي مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ايجاد شود.

---

آب سخت آبي است که حاوي نمك‌هاي معدني از قبيل ترکيبات کربنات‌هاي 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 می‌شود. 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 می‌شود. 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 می‌رسد که داراي کربنات سديم هستند. اين مواد را قبل از ورود آب در ديگها سختي آنرا می‌گيرند و يا در ديگ بر اثر افزودن اين مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و ديگر اين رسوب محکم به جدار ديگ نمی‌چسبد بطوري که می‌توان آنرا به آساني پاک نمود.

درجه سختي آب:
درجه سختي آب را از روي مقدار کلسيم و منيزيم موجود در آن تعيين می‌کنند. در آلمان اگر آبي ده ميلي گرم CaO در يک ليتر داشته باشد می‌گويند درجه سختي آب يک است. در فرانسه اگر آبي در يک ليتر ده ميلي گرم کربنات کلسيم يا همسنگ آن کربنات منيزيم داشته باشد می‌گويند 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 می‌نمايند و به‌وسيله معرفي که همراه بسته قرصهاست رنگ اين آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از اين قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهاي ريخته شده در لوله آزمايش برابر درجه سختي آب می‌باشد. 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 کربنات‌هاي هيدروژني محلول به کلسيم نامحلول تبديل شده و تشکيل رسوب می‌دهند. اين رسوب در مناطق داراي آب سخت درون ديگها ديده‌می‌شود. سختي دايمي آب را می‌توان با کمک نرم‌کننده‌هاي تبادل کننده يون مانند پرموتيت برطرف کرد. آبي که در طبيعت وجود دارد تقريباً هميشه ناخالص می‌باشد. 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 می‌باشد که با اسم آلبرت‌تري بکار می‌رود. يون کلسيم موجود در آب بر اثر ناتريم فسفات تبديل به "تري کلسيم فسفات PO42Ca3 می‌گردد و رسوب می‌نمايد. بر اثر پختن بی‌کربنات، کلسيم آب تبديل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نمايد: (Ca3H2Ca → CO3Ca + CO2 + H2O) و بي کربنات کلسيم آب بر اثر کربنات سديم هم گچ و هم بی‌کربنات کلسيم به کربنات کلسيم تبديل می‌شود و رسوب می‌گردد:

Ca3H2Ca + CO3Na2 → CO3Ca + 2CO3HNa

SO4Ca + CO3Na2 → CO3Ca + SO4Na2

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

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 مي‌افتد كه در كتري رخ مي‌دهد. در واقع رسوبات سطح بين لوله هاي آتش كار با آب را كاهش ميدهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي‌شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي‌كند.
اين بخش از دو مخزن تشكيل مي‌شود مخزن اول شامل بافت رزين سه‌بعدي بوده كه با منيزيم تركيب شده RMg بوجود مي‌آورد در نتيجه سختي آب از بين مي‌رود ولي نمي‌توان 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 آب‌نمك وجود دارد. واكنشهاي به صورت زير انجام مي‌شود 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 مي‌نمايد كه با انجام چرخه‌اي اين واكنش‌ها رزين مجددا احيا شده و از چرخه خارج مي‌شود.

 

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

سایت رشته صنایع شیمیایی...