انواع سختی آب و روشهای رسوب زدایی
سختی آب
به طور کلی آبهای سطحی ((سبک)) و آبهای زیرزمینی ((سخت)) هستند، اما بهرحال این موضوع تا حد زیادی به نوع چینه ای بستگی دارد که آب با آن در تماس قرار می گیرد.
توجه : اصطلاح ((سختی)) بدآن مفهوم است که ایجاد کف با صابون دشوار است. آب حلال بسیارخوبی است و وجود دی اکسید کربن محلول قدرت حلالیت آنرا افزایش می دهد .
دو نوع سختی
1-سختی موقت: در صورتی که آب از میان چینه حاوی کربنات کلسیم یا منیزیم عبور کند، بسته به مقدار دی اکسید کربن موجود در آب مقدار معینی از این نمک ها در آب حل می شوند. در این فرآیند به خاطر وجود دی اکسید کربن، کربنات به بی کربنات تبدیل می شود. چون این نوع سختی را می توان با جوشاندن آب برطرف ساخت، به آن سختی((موقت)) گفته می شود. این پدیده سبب ایجاد پوسته در لوله های آب گرم و دیگ های بخار می شود، مگر آنکه یک سیستم غیرمستقیم مورد استفاده قرار گیرد(به فصل 2، تأمین آب گرم نگاه کنید).
2-سختی دائم: چنانچه آب از چینه حاوی سولفات کلسیم، کلرید کلسیم یا کلرید منیزیم عبور کند، این نمک ها بدون حضور دی اکسید کربن به سادگی در آب حل می شوند. این نوع سختی را با جوشاندن آب نمی توان برطرف ساخت و به همین دلیل به آن سختی دائم گفته می شود. این سختی پوسته ایجاد نمی کند مگر آنکه دما و فشار آب افزایش یابد، اما در عوض موجب خوردگی می شود. بیشتر آبها دارای هردونوع سختی موقت و دائم اند، اما سختی موقت معمولا بیشتر است، به عنوان مثال سختی موقت و دائم آب ((گیلدفوردGuildford)) در ((ساریSarrey )) به ترتیب 200 و 50 قسمت در میلیون (p.p.m) است. دسته بندی کلی موردمورد قبول سختی آب در جدول 1-1 ارائه شده است.
جدول 1-1
|
نوع |
سختی - |
|
سبک |
50-0 |
|
نیمه سبک |
100-50 |
|
سختی جزئی |
150-100 |
|
نیمه سخت |
200-150 |
|
سخت |
300-200 |
|
بسیار سخت |
بیش از 300 |
برطرف ساختن سختی موقت
سختی موقت را همانطور که قبلا گفته شد میتوان با جوشاندن آب برطرف ساخت. در این حالت با جدا شدن دی اکسید کربن،کربنات کلسیم یا منیزیم رسوب می کند. با وجودی که مقادیر کوچک آب را می توان با این روش سبک کرد، اما این شیوه در مقیاس بزرگ کاری غیر عملی است.
فرآیند ((کلارک (( Clark: در این فرآیند مقادیر کوچکی از آب اهک یا خمیر آهک به آب افزوده می شود و با جذب دی اکسید کربن از بی کربنات موجود سبب رسوب کردن کربنات نامحلول و جدا شدن قسمت بیشتر سختی موقت آب می گردد. کربنات رسوب کرده یا در مخزن ته نشین می شود و یا با توری های ظریف جدا می گردد.
برطرف ساختن سختی دائم
اصطلاح ((دائم)) نام گذاری درستی نیست و به دلیل آنکه این نوع سختی را نمی توان با جوشاندن آب برطرف کرد، این اصطلاح مورد استفاده قرار گرفته است. سختی موقت را می توان با افزودن کربنات سدیم برطرف ساخت. در این فرآیند کربنات سدیم به سولفات سدیم تبدیل می شود که در آب محلول می ماند و زیان آور نیست.
فرآیند تبادل بازی (ش. 3-1)
در این فرایند هردو سختی دائم و موقت به طرز مؤثری با عبور دادن آب از درون منبع فولادی حاوی زئولیت برطرف می گردد. خصوصیت زئولیت ها تبدیل بلز سدیم به باز منیزیم و کلسیم است و به همین جهت از اصطلاح ((تبادل بازی)) استفاده می شود.
ش. 3-1 منبع سبک سازی آب به روش تبادل بازی
این فرآیند به شکل زیر انجام می شود:
زئولیت سدیم (درون منبع) + سولفات یا کربنات کلسیم 0موجود در آب) می شود:
زئولیت کلسیم (درون منبع می ماند) + سولفات یا کربنات سدیم (محلول در آب اما بدون ضرر)
پس از مدتی استفاده، زئولیت سدیم به زئولیت کلسیم و منیزیم تبدیل می شود و قدرت سبک سازی خودرا از دست می دهد. در این حالت با افزودن محلول قوی نمک معمولی (کلرید سدیم) دوباره آنرا احیا می کنند. نمک به مدت تقریبا یک و نیم ساعت با زئولیت کلسیم درتماس قرار می گیرد و در این مدت زئولیت کلسیم دوباره به زئولیت سدیم تبدیل می شود.
فرآیند به شکل زیر انجام می شود:
زئولیت کلسیم (بدون سدیم) + کلرید سدیم (نمک معمولی) می شود:
زئولیت سدیم (احیا شده) + کلرید سدیم (به فاضلاب منتقل می گردد)
فرآیند آهک – کربنات سدیم
در موارد صنعتی سبک سازی آب دارای سختی دائم و موقت را می توان با افزودن آهک و کربنات سدیم با نسبت های صحیح و ته نشینی نمک های رسوب کرده انجام داد.
در سیستم های آب های گرم برای کاستن از میزان تشکیل پوسته و خوردگی می توان از نسبت های پایین متافسفاتها استفاده کرد. در این حالت آب از لحاظ فنی سخت باقی می ماند، بنابراین این روشهای تصفیه آب را نباید سبک سازی تلقی کرد. در این روش یک عامل پراکنده ساز ویژه را می توان به لوله اصلی آب سرد متصل کرد و یا در مخزن آب سرد آویزان نمود.