صدمات آب سخت و نحوه رفع آن
آب سخت آبی است که حاوی نمك‌هاي معدني از قبيل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی٬ کلسیم ٬ منیزیم و ... است.
بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب
بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد سختی آب کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود. و بعضی مواقع هم در فصول پر باران و مرطوب مثل غار ها ایجاد شود.
مضرات آب سخت
آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. آب سخت ضرر رساندن به جداره دیگهای بخار و ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ خوب کف نکردن صابون و موجب افزایش مصرف صابون مزاحمت در هنگام شستن نسوج و دستها رفع سختی آب در تجارت تعداد زیادی مواد شیمیایی برای رفع سختی آب به فروش می‌رسد که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب در دیگها سختی آنرا می‌گیرند و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد آهک و گچ را رسوب می‌دهند و دیگر این رسوب محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی موقت آب با جوشاندن آن کربنات‌های هیدروژنی محلول به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت درون دیگها دیده‌می‌شود. سختی دایمی آب را می‌توان با کمک نرم‌کننده‌های تبادل کنندهٔ یون مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می‌باشد. زیرا که اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است و مقدار این اجسام در آبهای مختلف متفاوت است.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na۳PO می‌باشد که با اسم آلبرت‌تری بکار می‌رود. یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به "تری کلسیم فسفات"PO۴»۲Ca<۳ می‌گردد و رسوب می‌نماید. بر اثر پختن بی‌کربنات، کلسیم آب تبدیل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نماید: «Ca۳H»۲Ca→CO۳Ca + CO۲+H۲O و بی کربنات کلسیم آب بر اثر کربنات سدیم هم گچ و هم بی‌کربنات کلسیم به کربنات کلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:
Ca۳H»۲Ca + CO۳Na۲ -----→ CO۳Ca + ۲CO۳HNa
SO۴Ca + CO۳Na۲ ------> CO۳Ca + SO۴Na۲
اخیرا به مقدار زیاد از رزینها که قادرند تعویض یون کنند برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.
درجه سختی آب
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند. در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است. در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد. در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند و به‌وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می‌اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود.
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 مشکلاتی وجود دارد.
لازم به ذکر است همان گونه که بیان شد دستگاه سختی گیر تنها قادر به جداسازی دو عنصر مضر کلسیم و منیزم است و جهت جدا سازی دیگر عنصر ها در آب دیگ بخار و تاسیسات از تدابیر دیگری باید در نظر گرفت.
لازم به یادآوری می باشد در زمان تولید در کارخانه و کارکرد مداوم دیگ بخار ممکن است دستگاهای سختی گیر بیش از ظرفیت خود آب مصرفی از آنها عبور کند که مسلما تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع فیلتر و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمر بخش موادی است که املاح منیزم و کلسیمی که فیلتر نمی شوند را در آب دیگ بخارجوش به هنگام کار دائم دیگ بخار به صورت غیر قابل رسوب در می آمورد و مانع چسبیدن آنها به سطح فلز مخزن آب و روی لوله ها و کوره می شود. که با قیمت بسیار ارزانی در دسترس می باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفی دیگ بخار و درین های (زیرآب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرزآب فرستاده می شود.
شهرهای با آب سخت
اکثر شهر های ایران و البته شهر های قم، زاهدان، دلیجان، ساوه، سمنان و... از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. که صنعتگران محترم جهت رفع آن برای جلوگیری از صدمات مخربی و گاهی غیر قابل جبران که به سیستم تاسیسات کارخانه وارد می گردد تدابیر لازم را با هزینه ای بسیار اندک تر جلوگیری کنند. جهت کسب اطلاعات بیشتر با مدیریت یا واحد شیمی آب نگین بخار تماس حتصل فرمایید. اما لازم است که سختی آب در تمامی کارخانه جات سراسر کشور به صورت دوره ای و تحت نظارت متخصصان این بخش کنترل گردد. تا از بروز هزینه های هنگفت ای موضوع در آینده ای بسیار نزدیک جلوگیری شود.
نظرات شما عزیزان: