راهکارهای حل مشکل سختی آب
رپورتاژ
آیا نیاز به آب سبک تری دارید!؟ اگر پاسخ این پرسش سبب شده که شما به این صفحه بیایید قطعا به دنبال راه حل هایی هستید که کیفیت آب خود را بالا ببرید. پس با همراه باشید تا بهترین و موثرترین راه را برای شما مشخص کنیم.
رزین سختی گیر چیست؟
در ابتدا مشخصاتی از یک ماده شیمیایی ارائه می کنیم که در انتهای مطلب متوجه اهمیت آن و همچنین ارتباطش با این مطلب را خواهید دریافت. رزین یک ماده شیمیایی است که معمولاً چسبناک، شفاف یا نیمه شفاف و قابل اشتعال است. رزینها میتوانند طبیعی یا مصنوعی باشند و برای ساخت پلاستیکها، لاکها، جوهرهای چاپ، مواد پزشکی و دارویی و سایر محصولات صنعتی استفاده میشوند.
رزینها را میتوان بر اساس منشأ تولید، نحوه خشک شدن، نوع پلیمر و کاربرد آنها دستهبندی کرد که بر اساس منشأ تولید، رزینها به دو نوع طبیعی و مصنوعی تقسیم میشوند. رزینهای طبیعی از ترشحات گیاهان یا حیوانات به دست میآیند و مثالهای آن عبارتند از صمغ عربی، صمغ کپال، رزین کاج و رزین برگ درختان. رزینهای مصنوعی در صنعت با استفاده از فرآیندهای شیمیایی تولید میشوند و مثالهای آن عبارتند از رزین پلی استر، رزین اپوکسی، رزین فنول فرمالدهید و رزین سلولز و غیره.
بر اساس نحوه خشک شدن نیز رزینها به دو نوع قابل تبدیل و غیر قابل تبدیل تقسیم میشوند. رزینهای قابل تبدیل در ابتدا به صورت نیمه بسپار هستند و بعد از کاربرد بر روی سطح، با عامل خارجی (مانند حرارت، نور یا هاردنر) بسپار شده و به صورت یک فیلم سخت و پایدار از سطحی خاص محافظت میکنند. رزینهای غیر قابل تبدیل در ابتدا در یک حلال حل یا پخش شده و بعد از کاربرد، با تبخیر حلال چسبیدگان خود را به سطح منتقل کرده و به صورت چسبیدگان ضعیفی که قابلیت جذب آب دارند یک فیلم تشکیل می دهند.
. رزینها را میتوان بر اساس نوع پلیمرشان به چند دسته تقسیم کرد. پلیمر یک ماده بزرگ و پیچیده است که از تکرار چندین واحد ساده تشکیل شده است. بر اساس نوع پلیمر، رزینها به دستههای زیر تقسیم میشوند:
- رزینهای ترموپلاستیک (رزین پلی اتیلن، رزین پلی وینیل کلراید، رزین نایلون و رزین آکرولونیتریل بوتادین استایرن)
- رزینهای ترموست (رزین فنول فرمالدهید، رزین الکید، رزین اپوکسی و غیره)
حالا شاید با خود می گویید که این اطلاعات علمی چه ارتباطی با آب دارند؟ خب نوعی از این رزین ها در تصفیه آب و کاهش سختی آن استفاده می شوند که همین کاهش سختی آب می تواند شستشوی تمیزتر موهایتان را در حمام به دنبال داشته باشد، آیا با همین سرعت به دنبال پیدا کردن قیمت رزین سختی گیر رفته اید؟؟؟ عجله نکنید که این فقط یکی از مزایای رزین تصفیه آب بود.
رزین سختی گیر یک ماده شیمیایی است که برای نرم کردن آب استفاده میشود. این ماده با تبادل یونی، یونهای سخت کننده آب مانند کلسیم و منیزیم را با یونهای سدیم جایگزین میکند و به این ترتیب سختی آب را کاهش میدهد. سختی آب مشکلات مختلفی را برای صنعت، مصارف خانگی و بهداشت ایجاد میکند. برای مثال، سختی آب باعث رسوب در لولهها، دستگاههای گرمایشی و خنک کننده، لباسشویی و ظرف شویی میشود. همچنین سختی آب باعث خشک شدن پوست و مو، افزایش مصرف صابون و شامپو، کاهش کف زایی و تغییر رنگ پارچهها میشود. برای حل این مشکلات، استفاده از رزین سختی گیر یک راه حل مناسب است.
نحوه عملکرد رزین سختی گیر
رزین سختی گیر عملکرد خود را بر اساس اصل تبادل یونی دارد. تبادل یونی فرآیند شیمیایی است که در آن چندین نوع یون با هم جابجا میشوند. در این فرآیند، چندین نوع چسبیدگان (Ligand) با هم تعامل دارند و به صورت پل های الکترواستاتیک به هم متصل میشوند. در رزین سختی گیر، دانههای کوچک و کروی از پلی استایرن و دی وینیل بنزن تشکیل شدهاند که دارای گروه سولفونات (SO3-) هستند. این گروه با بار منفی، به چسبیدگان با بار مثبت جذب میشود. در حالت عادی، رزین سختی گیر دارای چسبیدگان سدیم (Na+) است. وقتی آب سخت از روی رزین عبور میکند، چسبیدگان سخت کننده آب مانند کلسیم (Ca2+) و منیزیم (Mg2+) با سدیم جایگزین شده و به رزین تصفیه آب جذب میشوند. در نتیجه، آب نرم شده و دارای چسبیدگان سدیم محصول خروج محفظه رزین خواهد بود.
بنابراین این گفته ها، رزین سختی گیر نوعی ماده است که با جذب یونهای کلسیم و منیزیم، سختی آب را کاهش میدهد اما نکته مورد بررسی این مقاله موضوعی است که این رزینها در تصفیه آب، صنایع نیمههادی، داروسازی، نیروگاهها و آزمایشگاهها چگونه کاربردهای مختلف را بر عهده دارند و یا آیا این موضع بر قیمت رزین سختی گیر تاثیر گذار است که کدام نوع را خریداری کنیم؟ جواب آن وجود انواع رزین سختی گیر است:
رزین کاتیونی
این رزینها یونهای با بار مثبت را جذب میکنند و به جای آنها یونهای سدیم یا هیدروژن رها میکنند. این رزینها به دو نوع اسید قوی و اسید ضعیف تقسیم میشوند. رزین کاتیونی اسید قوی در هر محدوده pH قادر به جذب یونهای کاتیون است، اما رزین تصفیه آب کاتیونی اسید ضعیف فقط در pH بالای 6 فعال است. رزین کاتیونی اسید قوی برای حذف کلسیم، منیزیم، آهن، منگنز و سرب استفاده میشود. رزین کاتیونی اسید ضعیف برای حذف کلسیم و منگنز در آبهای با سختی پایین استفاده میشود.
رزین آنیونی
این رزینها یونهای با بار منفی را جذب میکنند و به جای آنها یونهای هیدروکسید یا کلرید رها میکنند. این رزینها به دو نوع باز قوی و باز ضعیف تقسیم میشوند. رزین آنیون باز قوی در هر محدوده pH قادر به جذب یونهای آنیون است، اما رزین آنیون باز ضعیف فقط در pH پائین فعال است. رزین آنیون باز قوی برای حذف نیترات، سولفات، کلرید، فلورید و کربنات استفاده می شود. رزین آنیون باز ضعیف برای حذف کربنات و بیکربانات استفاده می شود.
رزین مخلوط (Mix Bed): این رزین تصفیه آب ترکیبی از رزین کاتیونی و آنیونی هستند که به نسبت یک به یک در یک محفظه قرار دارد. این رزین ها برای تولید آب فوق خالص استفاده می شود که در صورت عبور آب از آپارات دستگاه EC (Electrical Conductivity) یک میلی سیمانس در سانتیمتر نشان می دهد. این رزین ها برای تصفیه آبهای مورد نیاز در صنایع نیمه هادی، داروسازی، نیروگاه ها و آزمایشگاه ها کاربرد دارند.
تفاوت انواع رزین سختی گیر
تفاوت اصلی بین این رزینها در نوع یونهایی است که جذب و رها میکنند و در محدوده pH فعالیت خود را انجام میدهند. شباهت آنها در این است که همگی از ترکیب پلیاستایرن و دیوینیل بنزن ساخته شدهاند و برای کاهش سختی آب و تولید آب خالص استفاده میشوند، فلذا قیمت رزین سختی گیر الزاما نوع و یا کیفیت محصول را تضمین نمی کند.
عمر رزین تصفیه آب
بله، رزین عمر محدودی دارد و بستگی به نوع، کیفیت، شرایط نگهداری و استفاده از آن دارد. برخی از رزینها ممکن است در اثر عوامل مخرب مانند حرارت، نور، رطوبت، اکسیداسیون، تخریب شیمیایی، سمی شدن، گرفتگی و خرد شدن از دست دهند. برای افزایش عمر رزینها، لازم است که آنها را در جای خنک، تاریک و خشک نگهداری کنید و از تماس با مواد اکسید کننده، سمی و آلوده جلوگیری کنید. همچنین باید به صورت دورهای رزینها را بازسازی و احیا کنید تا ظرفیت و کارآیی آنها حفظ شود.
اما پس از طی شدن عمر رزین، باید آنها را تعویض کنید چون دیگر قادر به تصفیه آب یا سایر مواد نخواهند بود. برای تعویض رزین، باید ابتدا محفظه رزین را خالی کنید و سپس رزین قدیمی را با رزین جدید جایگزین کنید. بعضی از سختی گیرها دارای سامانه تعویض خودکار رزین هستند که به صورت هوشمند زمان مناسب برای تعویض رزین را تشخیص میدهند.
در این میان برای حفظ عملکرد رزین سختی گیر، لازم است که این ماده به صورت دورهای بازساز شود. بازساز رزین فرآیند برعکس تبادل چسبیدگان است که در آن با استفاده از چسبیدگان قویتر (Stronger Ligands)، چسبیدگان ضعف تر (Weaker Ligands) از رزین تصفیه آب جدا شده و به حالت اولیه برمیگردد. در رزین سختی گیر، بازساز با استفاده از محلول آبنمک (Brine) انجام میشود. در این فرآیند، چسبیدگان کلسیم و منیزیم با چسبیدگان سدیم جایگزین شده و به خارج از محفظه رزین تخلیه میشوند. در نتیجه، رزین دوباره دارای چسبیدگان سدیم محصول ورود محفظه رزین خواهد بود.
احیای رزین سختی گیر
رزین سختی گیر یک ماده شیمیایی مفید و کارآمد است که برای نرم کردن آب و حذف مشکلات ناشی از سختی آب استفاده میشود. این ماده با تبادل یونی، یونهای سخت کننده آب را با یونهای سدیم جایگزین کرده و به این ترتیب سختی آب را کاهش میدهد. برای حفظ عملکرد رزین سختی گیر، لازم است که به صورت دورهای با استفاده از محلول آبنمک بازساز شود. این فرآیند باعث میشود که رزین دوباره دارای چسبیدگان سدیم شده و قابل استفاده باشد تا شما دوباره مبلغی بعنوان قیمت رزین سختی گیر را نپردازید.
روشهای اندازه گیری سختی آب
برای اندازهگیری سختی آب، چهار روش آسان وجود دارد تا بتوانید با چند گام ساده میزان سختی را سنجیده و اقدام به خرید سختی گیر و یا رزین تصفیه آب کنید:
- استفاده از مایع ظرفشویی: برای تست سریع سختی آب در خانه، میتوانید یک بطری درپوشدار شفاف را با 650 میلیلیتر آب پُر کنید؛ سپس به آن 10 قطره مایع ظرفشویی اضافه کنید. درب بطری را بسته و آن را به شدت تکان دهید تا مایع ظرفشویی و آب با هم ترکیب شوند. بعد از چند ثانیه، بطری را در یک جای ثابت به مدت 5 ثانیه نگه دارید. اگر آب شما کدر به نظر میرسد و در بالای آن کف زیادی تشکیل نشده است، به احتمال زیاد آب شما سخت است.
- استفاده از نوارهای تست سختی آب: نوار تست سختی آب یک روش دقیقتر برای بررسی سطح سختی آب است. نوار تست سختی آب را میتوانید به راحتی از هر فروشگاه اینترنتی خریداری کنید. تمام کاری که شما باید انجام دهید این است که نوار تست سختی آب را آغشته کرده و تغییر رنگ در آن را بررسی کنید. راهنمای همراه نوار سختی آب شما را راهنمایی می کند تا از میزان سختی آب آگاه شوید.
- استفاده از کیت تست سختی آب: اگر می خواهید میزان سختی آب را به صورت دقیق اندازه گیری کنید، ممکن است استفاده از کیت تست سختی آب را در نظر بگیرید. کیت تست سختی آب همراه با کلیه لوازم و ملزومات ضروری و مورد نیاز برای بررسی سطح سختی آب است. به طور کلی، کیت همراه با یک بطری است، و شما باید آن را با آب پر کنید. سپس باید مواد شیمیایی مختلف را قطره قطره در آب بیندازید. این باعث تغییر رنگ آب می شود و بر اساس رنگ نهایی می توانید میزان سختی آب را تعیین کنید.
- استفاده از TDS متر دیجیتال: این روش به کمک یکی از پیشرفته ترین دستگاه ههای تست کننده دیجیتال TDSمتر است که می توانید برای بررسی عملکرد فیلتر آب خود، آزمایش کیفیت آب فیلتر ، بررسی سختی و اطمینان از نوشیدن آب تمیز از آن استفاده کنید. درپوش محافظ دستگاه را بردارید. TDSسنج را روشن کنید. تی دی اس سنج را تا حداکثر سطح غوطهوری (۶ سانتیمتر) در آب فرو کنید. به آرامی آن را در آب تکان دهید تا حباب های هوا از بین برود. صبر کنید تا قرائت تثبیت شود (تقریباً ۱۰ ثانیه) و تمام. میزان قرائت شده، سختی آب شماست. با این وجود انتخاب این روش بسیار پیشنهاد نمیشود و بهتر از یک کارشناس کمک گرفته و فقط قیمت رزین سختی گیر را از وی جویا شوید.
