نحوه احیا سختی گیر رزینی از آنچه به نظر می رسد آسان تر است، در این مقاله به مراحل شست و شو و احیا سختی گیر پرداخته شده است. سختی گیر همانند سایر تجهیزات تصفیه آب به نگهداری و مراقبت های ویژه خود نیاز دارد تا بتواند ضمن حفظ کارایی خود، بازدهی بالا و همچنین طول عمر بیشتری داشته باشد.
در سختی گیر رزینی انباشته شدن آلاینده ها و همچنین کلسیم و منیزیم (سختی آب) بر روی دانه های رزین، موضوعی بسیار مهم و قابل توجه می باشد. این مواد می توانند تاثیر منفی بسزایی بر روی عملکرد سختیگیر رزینی بگذارد. به همین دلیل باید به صورت دوره ای احیا سختی گیر رزینی موضوعی صورت گیرد. به زبانی دیگر از طریق فرایند احیا، دانه های رزین قدرت تبادل یون خود را مجددا می‌آورند تا به واسطه آن بتوانند درجه سختی آب را کاهش دهند. روش های زیادی برای شستشو و احیا سختی گیرهای رزینی وجود دارد که با توجه به شرایط دستگاه می توان از آنها استفاده نمود. در ادامه به مهم ترین و کاربردی ترین روش های احیا سختی گیر رزینی اشاره خواهیم کرد.
فرایند احیا سختی گیر رزینی چیست؟
احیا سختی گیر آّب فرایندی است که در آن مواد معدنی که از آب سخت گرفته شده خارج می شود تا فرایند سختی گیری برای جریان آب جدید ادامه پیدا کند. زمانی که آب سخت از سختی گیر عبور می کند، در بستر رزینی یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب با یون های سدیم جایگزین می شوند. برای کارکرد درست سیستم سخی گیر باید از مواد معدنی سخت پاک شود تا دوباره فرایند نرم مردن آب ادامه یابد.
دلایل اهمیت احیا سختی گیر رزینی
در سختی گیر رزینی، آب با سختی بالا از یک ستون رزین عبور کرده و فرایند تبادل یون میان آب و رزین صورت می گیرد. این یون های کلسیم و منیزیم در آب منشأ ایجاد سختی و رسوب کربنات کلسیم هستند. در این فرایند، یون های کلسیم و منیزیم، جای خود را با یون های سدیم موجود در رزین عوض می کنند. بدین ترتیب، به تدریج سختی آب کاهش پیدا می کند و این یون ها روی رزین ها قرار می گیرند. بعد از مدتی، تمام حجم رزین یون های سدیم خود را از دست داده و بجای آن یون های کلسیم و منیزیم در ساختار آن قرار می گیرند. در این حالت، رزین دیگر خاصیت سختی گیری آب را نداشته و زمان احیای آن فرا رسیده است.
علاوه براین، به تدریج گل و لای، ذرات جامد و آلاینده موجود در آب نیز بر روی دانه های رزین انباشته می شوند. هرچقدر این لایه ها ضخیم تر باشند، بدون شک قدرت تبادل یون در رزین نیز کاهش پیدا خواهد کرد. به همین علت لازم است در بازه های زمانی مشخص احیا سختی گیر رزینی با روش های مختلف صورت گیرد. در فرایند احیا تلاش می شود رزین مجدد کارایی خود را بدست آورد و قدرت تبادل یون در آن بهبود پیدا کند.
احیای سختی گیر چگونه انجام می شود؟
احیای رزین یکی از مهم ترین بخش های نرم کننده آب است. هنگامی که رزین تمام مواد معدنی سخت را به دام انداخت، یک محلول آب نمک برای شست و شوی رزین ها از مواد به دام افتاده وارد سیستم می شود. احیای سختی گیر شامل شست و شو به مدت ده دقیقه با نمک است که در دستگاه جایگذاری شده است. هر سیلندر به ترتیب تمیز می شود تا اطمینان حاصل شود آب نرم از دستگاه خارج شده و هیچگونه سختی در آن موجود نباشد. از آب برای هدایت محلول نمک به درون سختی گیر آب استفاده می شود و سپس برای استفاده در چرخه شست و شوی بعدی به مخزن پمپ می شود. حجم آب مصرف شده در هر احیا با توجه به طراحی سختی گیر، اندازه و کارایی آن تعیین می شود.
بیشتر بخوانید: سختی آب چیست و روش های اندازه گیری آن چگونه است؟
استفاده از نمک برای احیا سختی گیر
سختی گیر آب برای احیا به مقدار مشخصی نمک احتیاج دارد. برای مثال در صورتی که دستگاه به 300 گرم نمک برای شست و شو نیاز داشته باشد، 0.8 لیتر آب از مخزن به نمک اضافه شده و محلول آب نمک اشباع برای شست و شوی رزین آماده می شود. بنابراین برای هر چرخه احیا به 0.8 لیتر آب نیاز است. این آب نمک اشباع در فرایند احیا رقیق می شود تا از طریق انژکتور به درون رزین ها تزریق شود.
مراحل احیا سختی گیر رزینی
بکواش و پرشدن مخزن: سختی گیر آب به یک مخزن نگهداری نمک مجهز شده است. برای شروع فرآیند احیا، آب مستقیماً به داخل مخزن ذخیره وارد می شود و پس از آن نمک در آب حل شده و محلول آب نمک تشکیل می شود.
شست و شو با آب نمک: در مرحله شست و شو با آب نمک، محلول آب نمک از مخزن ذخیره نمک به مخزن رزین فرستاده می‌شود، جایی که بستر رزینی در آن قرار دارد. در این مرحله از فرآیند احیا، محلول آب نمک مواد معدنی سخت را شست و شو می دهد.
آبکشی: هنگامی که مقدار مشخصی از محلول آب نمک برای فرآیند احیا استفاده شد، دریچه آب نمک بسته شده و از این لحظه آب به همان مسیر اما بدون محلول آب نمک جریان خواهد یافت. مواد معدنی و آب نمک به به زهکشی نزدیک مخزن رزین تخلیه می شوند.
شست و شوی معکوس: این مرحله از فرآیند احیا شامل حرکت سریع آب به سمت بالا و از طریق مخزن رزین است که به تخلیه رسوبات باقیمانده، آهن و کثیفی از سیستم کمک می کند. این روش در دستگاه تصفیه آب نیمه صنعتی و صنعتی برای احیای ممبران ها نیز کاربرد دارد.
آبکشی سریع: پس از اتمام فرآیند شستشوی معکوس، یک شستشوی سریع اتفاق می افتد که شامل جریان سریع آب در مخزن رزین می شود. هر آب نمکی که در اطراف قسمت پایینی مخزن وجود دارد توسط این آب حمل شده و از طریق بستر رزین جذب می شود، که اطمینان می دهد که آب نمک به بستر می چسبد. تنها زمانی که این مرحله کامل شد، سختی گیر آب می تواند دوباره فرآیند سختی گیری استاندارد خود را آغاز کند.
بیشتر بخوانید:دلایل تغییر رنگ آب و روش های جلوگیری از آن
مرحله اول: بک واش (Backwash)
بک واش دستگاه سختی گیر رزینی، از مهم ترین مراحل شستشوی دستگاه به حساب می آید. علت این است که بستر رزین در وضعیت سرویس، مدت زیادی تحت جریان مداوم آب از بالا به پایین بوده و به همین دلیل کاملاً حالت فشرده پیدا کرده است.
در حالت بک واش، جهت جریان آب معکوس می شود و آب در داخل سختی گیر از پایین به بالا حرکت می کند. این کار موجب شناور شدن دانه های رزین و انبساط بستر رزین می شود. ضمن آماده سازی بهتر آنها برای احیا، ذرات معلق درگیر شده در داخل بستر رزین نیز از دستگاه سختی گیر خارج می شوند.
مدت زمان بک واش دستگاه سختی گیر رزینی، بین 5 تا 15 دقیقه (معمولاً 10 دقیقه) بوده و حجم مخزن رزین باید به گونه ای باشد که بستر رزین قادر باشد به میزان 50 درصد انبساط داشته باشد. نهایتاً زمانی بک واش به انتها می رسد که آب خروجی حاصل از بک واش، کاملاً تمیز و شفاف شده باشد.
مرحله دوم: مکش محلول آب و نمک (Brine Draw)
مهم ترین مرحله احیای دستگاه سختی گیر رزینی، مرحله مکش محلول آب و نمک در ستون رزین می باشد. میزان و غلطت محلول آب و نمک و کنترل فرایند انجام احیا در این مرحله، تأثیر زیادی بر روی عملکرد رزین در مرحله سرویس بعدی خواهد داشت.
در این مرحله با وارد شدن محلول آب و نمک، فرآیند تبادل یون معکوس می شود. و یون های سدیم موجود در محلول، با یون های کلسیم و منیزیم جذب شده در بستر رزین تعویض می شوند.
غلطت محلول آب و نمک می بایست در محدوده 8% تا 20% (معمولاً 10%) بوده و مدت زمان انجام عملیات مکش آب و نمک حدوداً بین 15 تا 60 دقیقه (معمولاً 25 دقیقه) طول می کشد.
میزان نمک مورد استفاده برای احیای رزین حدوداً بین 60 تا 120 گرم به ازای هر لیتر رزین می باشد.
مرحله سوم: شستشوی آهسته (Slow Rinse)
پس از انجام مکش آب و نمک و مدت زمان سپری شده، لازم است تا ستون رزین کاملاً شستشو داده شود. این برای این است که محلول آب و نمک به طور کامل از دستگاه سختی گیر خارج شود.
دبی شستشوی آهسته می بایست مشابه دبی مکش محلول آب و نمک باشد، تا فرصت کافی برای گذر آب از لابلای رزین ها در ستون فراهم باشد.
مدت زمان شستشوی آهسته حدوداً بین 15 تا 20 دقیقه تنظیم می شود.
بیشتر بخوانید: احیای کربن فعال چگونه انجام می شود؟
مرحله چهارم: شستشوی سریع (Fast Rinse)
در آخرین مرحله، نیاز است تا تمام املاح باقیمانده در ستون (شامل یون های کلراید و سختی) بصورت کامل از ستون رزین خارج شوند تا امکان قرار گرفتن مجدد دستگاه سختی گیر رزینی در وضعیت سرویس مهیا شود.
شستشوی سریع دستگاه سختی گیر معمولاً بین 25 تا 30 دقیقه زمان می برد.
مدت زمان احیا سختی گیر رزینی
بهترین زمان احیا بین ساعت 2 و 4 صبح است که هیچگونه مصرف آبی وجود ندارد. به طور معمول بسته به حجم سختی گیر و میزان سختی آب احیا رزین ها دو ساعت به طول می انجامد.
تمیز کردن مخزن رزین
با استفاده از آب موجود در مخزن، مواد معدنی بیشتری در بستر مخزن جمع می شود. این مواد معدنی می توانند باعث شوند که آب نرم کمتری تولید شود. بسته به نوع نمکی که استفاده می شود، اثرات مختلفی مانند گرفتگی نمکی و پل زدن نمک به وجود آید.
چه زمانی مخزن رزین باید تمیز شود؟
فرمول دقیقی برای تعیین زمان مناسب تمیز کردن مخزن رزین وجود ندارد. باید مصرف نمک در سختی گیر کنترل شود تا زمان مناسب تمیز کردن به درستی تعیین شود. بهتر است هنگامی که نمک به کمترین سطح خود رسید تمیز کردن مخزن نمک انجام شود زیرا هرچه نمک کم تر باشد به انرژی کم تری برای حذف آن نیاز است و تمیز کردن مخزن راحت تر خواهد بود.
- در صورتی که از دستگاه سختی گیر برای مدت طولانی استفاده نکرده اید حتما قبل از استفاده مجدد مخزن نمک را تمیز کنید
- زمانی که رنگ آب پس از نرم شدن تغییر کرد و یا همچنین تغییر در مزه آب احساس شد نشانگر وجود مواد معدنی در آب است و باید مخزن رزین تمیز شود.
- وجود مواد میکروبی و باکتریایی طعمی شبیه بوی تخم مرغ و یا گوگرد به آب می دهد که این بو نشان می دهد زمان تمیز کردن مخزن رزینی فرا رسیده است.
چگونه مخزن رزین را تمیز کنیم؟
برای تمیز کردن رزین از پاک کننده های معدنی موجود در فروشگاه ها می توان استفاده کرد.
- گام اول انتخاب پاک کننده مناسب است. با توجه به دفترچه راهنما و مشاوره از شرکت تولید کننده پاک کننده مورد نظر را انتخاب و خریداری کنید.
- در مرحله دوم با توجه به دستورالعمل روز پاک کننده حجم مشخصی از پاک کننده را درون مخزن بریزید که باتوجه به نوع پاک کننده و اندازه مخزن متفاوت است.
سوییچ سختی گیر را بر روی حالت احیا قرار دهید تا احیا بستر رزینی به صورت دستی انجام شود. با این کار پاک کننده از مخزن به صورت شست و شوی معکوس وارد رزین شده و آن را پاک می کند. بهتر است فرایند تمیز کردن را دوبار تکرار کنید تا به نتیجه ایده آل برسید. با استفاده از پنل کنترل تنظیمات دستگاه را به حالت عادی برگردانید. بهتر است آب به مدت ده دقیقه در سختی گیر جریان داشته باشد تا مواد پاک کننده باقی مانده را از رزین ها حذف کند.
بیشتر بخوانید: رزین تبادل یونی چیست؟
زمان شروع فرایند احیای سختی گیر
احیا سختی گیر زمانی شروع می شود که شیر کنترل، فرمان آن را صادر نماید. شیرهای کنترلی سختی گیر در برندها و انواع مختلفی در بازار وجود دارند. اما به طور کلی شیرهای سختی گیر به دو دسته “زمانی” (Time-initiated regeneration) و “جریانی” (Demand regeneration) تقسیم بندی می شوند.
شیرهای کنترل احیای سختی گیر رزینی
زمانبندی شروع عملیات احیای سختی گیر در هر کدام از این نوع شیرها به صورت زیر می باشد:
شیرهای کنترلی سختی گیر زمانی
شیرهای کنترلی زمانی بر اساس تعداد روزهای کاری و ساعت مشخص شده، احیا سختی گیر را بصورت خودکار انجام می دهند. معمولاً در سختی گیرهایی با شیر کنترلی زمانی، ساعت احیا در زمانی که کمترین مصرف آب وجود دارد، مثلا ساعت 2 نیمه شب، صورت می گیرد.
سختی گیرهای خانگی معمولاً می بایست حداقل هر دو روز و یا نهایتاً حداکثر هفته ای یکبار احیا شوند. شرکت فروشنده دستگاه باید بر اساس پارامترهای تأثیرگذار روی زمان احیا سختی گیر، نسبت به تنظیم و برنامه ریزی شیر کنترلی اقدام نماید.
در صورت نیاز به مصرف آب در زمان احیای سختی گیر، می بایست از شیرهای کنترلی تعبیه شده در داخل مسیر بای پس استفاده کرد. یا بعد از دستگاه سختی گیر یک مخزن ذخیره در نظر گرفته شده باشد، که در این مدت محدود از آب مخزن برای مصرف استفاده شود.
شیرهای کنترلی سختی گیر جریانی
در سختی گیرهایی که مجهز به شیرهای کنترلی جریانی هستند، احیای رزین ها پس از عبور حجم مشخص و تعیین شده آب از دستگاه شروع می شود. به عنوان یک مثال ساده می توان این موضوع را به شارژ یک گوشی موبایل تشبیه کرد. هر چه مقدار استفاده از گوشی و برنامه های آن بیشتر باشد، زمان شارژ آن سریع تر فرا می رسد. در دستگاه های سختی گیر که از این نوع شیر استفاده می کنند نیز، هر چه مصرف آب بیشتر باشد، زمان احیا می بایست سریع تر اتفاق بیفتد.
برنامه ریزی و مشخص نمودن حجم آب عبوری پیش از احیا نیز به سادگی با توجه به حجم رزین و سختی آب قابل محاسبه است. این مقادیر توسط شرکت فروشنده سختی گیر قابل اعمال در شیر کنترلی دستگاه برنامه ریزی و مشخص می شود.
