احیا سختی گیر رزینی

برای صنایعی که از سختی گیر در تصفیه آب مصرفی مجموعه خود استفاده می کنند، احیا سختی گیر رزینی امری اجتناب ناپذیر است. به همین علت در این قسمت می خواهیم به معرفی یکی از بهترین شرکت ها برای این عملیات احیاء بپردازیم.

یکی از اقدامات مهم برای افزایش بازدهی و اصلاح ظرفیت جایگزینی یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب با یون های سدیم در رزین های تصفیه آب، احیا سختی گیر رزینی است.

احیا سختی گیر رزینی در سیستم های مختلف به روش های متفاوت انجام می شود. به بیانی دیگر پس از استفاده مدام از دانه های رزین در دستگاه های سختی گیر، قدرت تبادل یون در رزین به مرور کم می شود. در این گونه مواقع نیاز است به صورت متناوب و با توجه به مقدار یون های موجود در آب، فرآیند احیا سختی گیر رزینی و بهره برداری مجدد آن انجام شود.

قبل از هر موردی خوب است بدانید که رزین تصفیه آب دانه های بسیار کوچک و باردار زرد رنگی است که قدرت چسبندگی و انجام واکنش زیادی با سایر یون های محیط دارد. با توجه به این ویژگی دانه های پلیمری رزین، کاربرد بسیار زیادی در از بین بردن سختی آب دارد.

رزین ها با توجه به کاتیون یا آنیون بودن ذرات، قادر هستند یون های معلق در آب مانند کلسیم و منیزیم را حذف کنند. کلسیم و منیزیم که اصلی ترین عامل در سختی آب به شمار می آیند، با ورود به سختی گیر های رزینی با یون های سدیم موجود در رزین جایگزین می شوند.

این فرآیند به مرور موجب کاهش خاصیت کاتیونی یا آنیونی رزین به دلیل جایگزینی با ذرات باردار موجود در آب می گردد. به همین دلیل لازم است یون های چسبیده به دانه های رزین جدا شود. به این عملیات در اصطلاح احیا سختی گیر رزینی می گویند.

عوامل موثر در احیا سختی گیر رزینی

احیا سختی گیر رزینی به صورت دوره ای و با دقت بایستی انجام شود. مقدار یون های موجود در آب از مهم ترین عوامل تاثیر گذار هستند. به صورتی که در محیط هایی با آب های بسیار سنگین و کلسیم و منیزیم بالا، لازم است در فواصل زمانی کوتاهی نسبت به احیای رزین ها اقدام شود.

با عنایت به اهمیت بالای احیای سختی گیر رزینی و تاثیر آن بر افزایش راندمان جایگزینی، در طراحی دستگاه های سختی گیر برای زمان های احیا تدارک دیده شده است. به عنوان مثال در تمام دستگاه های سختی گیر از منبع آب نمک برای شست و شو و احیای رزین ها استفاده می شود. روال کار و روش احیای مجدد دانه های رزین توسط آب نمک به این صورت است که با عبور آب نمک از بستر رزینی، حجم بالایی از سدیم و نمک با کلسیم و منیزیم های وصل شده به دانه های رزین جایگزین می شود. این فرآیند دقیقاً بر عکس عمل سختی گیری آب با دانه های رزین است.

در ساختار سختی گیر های رزینی، قسمت هایی مانند مخزن، رزین، نازل، مخزن آب نمک، شیر سولوئید ولو و مانومتر برای کنترل فشار ورودی قرار داده می شود. پس از انجام فرآیند سختی گیری با رزین، لازم است به صورت متناوب در فواصل زمانی 8 تا 72 ساعته رزین احیا شود.

همواره باید سختی آب خروجی از دستگاه را از طریق شیر نمونه گیری و به وسیله کیت سختی سنج چک کنید. در زمانی که سختی آب بیشتر از حد مجاز شد، فوراً باید احیاء رزین را انجام داد.

اگر فشار داخل مخزن در زمان احیاء رزین کمتر از 1.7 بار باشد، در مکش آب نمک اختلال ایجاد می شود و در فشار های بالاتر از 3.5 بار ممکن است قطعات شیر چند راهه آسیب ببیند.

احیا سختی گیر رزینی

روش های احیا سختی گیر رزینی

همان طور که ذکر شد، در احیا سختی گیر رزینی با روش های مختلف قصد داریم تا قدرت چسبندگی و واکنش پذیری رزین را بهبود دهیم. دو روش عمده احیای سختی گیر های رزینی به شرح ذیل است:

احیا سختی گیر رزینی با روش شست و شوی معکوس یا بک واش

شست و شوی معکوس یا بک واش یکی از رایج ترین روش ها برای احیا و تمیز کردن بستر رزینی سیستم های سختی گیر است. برای استفاده از این روش لازم است مراحل زیر انجام شود:

1. ابتدا دستگاه از مدار خارج شده و شیر تخلیه آن را باز کنید.
2. با قرار دادن دسته اهرمی شیر در حالت wash، آب از پایین دستگاه وارد شده و با فشار از روی بستر رزینی عبور داده می شود. با این روش حجم زیادی از املاح موجود بر روی دانه های رزین جدا شده و در نهایت از طریق شیر تخلیه از دستگاه خارج می شوند.

احیای سختی گیر رزینی با محلول آب نمک

لازم است بدانید که شست و شوی معکوس قادر به جایگزینی یون های قرار گرفته بر روی دانه های رزین نیست و تنها می تواند مواد و املاح انباشته شده را از سطح آن ها جدا کند. به همین دلیل از مخازن آب نمک برای احیای سختی گیر های رزینی استفاده می کند. به منظور استفاده از این مخازن لازم است مراحل زیر به ترتیب انجام شوند:

1. به کمکمانومتر موجود در دستگاه ابتدا باید فشار ورودی کنترل شود. این فشار به صورت استاندارد باید بین 1.7 تا 3.5 قرار بگیرد.
2. پس از عملیات بکواش، باید شیر مخصوص آب نمک باز شود. سپس شیر چند راهه در حالت regen قرار می گیرد. این شیر تا زمان مصرف شدن حدود دو سوم از آب نمک موجود در مخزن باید بر روی حالت regen قرار گیرد.

با انجام این عمل آب نمک موجود در مخزن به سمت دانه های رزین حرکت کرده و نمک موجود در آن با کلسیم و منیزیم انباشته شده بر روی دانه های رزین جایگزین می شود. در نهایت به کمک لوله تخلیه از دستگاه خارج می گردد.

3. پس از شست و شو به کمک محلول آب و نمک، لازم است شیر چند راهه در حالت run قرار گیرد تا شست و شوی دانه های رزین به کمک آب خام انجام شود. در این وضعیت شیر تخلیه باید باز باشد تا نمک های اضافه موجود بر روی دانه های رزین شسته شده و تخلیه شوند.

احیا سختی گیر رزینی

احیا سختی گیر رزینی با شرکت اسپیناس شیمی

در این جا به بیان چند توصیه برای عمل احیای سختی گیر رزینی می پردازیم. اول آن که بهتر است در فشار های بالاتر از 4.5 بار قبل از ورودی شیر چند راهه، از یک شیر فشارشکن استفاده کرد. یا حداقل در هنگام تغییر موقعیت دسته شیر چند راهه، باید شیر ورودی را بست تا به شیر چند راهه ناگهان فشار وارد نشود.

استفاده از نمک متبلور شده با خلوص بالا برای کار احیا رزین اکیداً توصیه می شود. زیرا اگر از سنگ نمک و یا نمک معمولی استفاده کنید، به علت ناخالصی نمک، عمر رزین بسیار کاهش یافته و رزین به شکل کامل احیاء نمی شود.

به علاوه میزان مکش آب نمک از قبل تنظیم شده است. در موارد لازم، در پشت شیر چند راهه کنار لوله آب نمک هم می توان دوباره مکش آب نمک را تنظیم نمود. میزان مکش باید به اندازه ای باشد که احیای رزین با آب نمک با غلظت ۱۰ درصد انجام شود.

کاهش مکش آب نمک ممکن است به دلیل کاهش فشار داخل سختی گیر باشد. همچنین لازم است چک کنید که عاملی موجب گرفتگی مسیر آب نمک سختی گیر نباشد.

ورود آب های گل آلود و دارای مواد معلق به رزین و همچنین آب هایی که املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین دارند، رزین های سختی گیر را زودتر مستهلک کرده و آبدهی دستگاه سخت گیر را کاهش می دهد. به همین دلیل پیشنهاد می شود قبل از ورود آب به دستگاه سختی گیر، مواد معلق موجود در آب را به کمک یک فیلترشنی از آن جدا کنید.

مراحل احیا سختی گیر

یکی از مهمترین نکاتی که در رابطه با احیا سختی گیر باید به آن توجه داشت، مراحل آن است. چگونگی احیا سخت‌گیر رزینی برای عملکرد صحیح آن باید  مورد توجه قرار بگیرد. مراحل احیا سختی گیر شامل روش‌های مختلفی هستند که عبارتند از:

گام اول مرحله پر شدن مخزن است طی این مرحله سختی گیر آب مجهز به یک مخزن نگهداری نمک می‌شود. طی این مرحله مستقیماً آب وارد مخزن شده و نمک را به آن اضافه می‌کنند تا محلول آب نمک به وجود آید.

نوبت به مرحله شست و شو با آب نمک است که در این مرحله محلول آب نمک از مخزن ذخیره به مخزن رزین انتقال می‌یابد. طی این مرحله محلول آب نمک مواد معدنی را کاملاً شستشو و از بین می‌برد.

مرحله آبکشی یکی دیگر از مراحل احیای سختگیر است که جزو مراحل مهم شناخته می‌شود. زمانی که درصد مشخصی از محلول آب نمک را برای پروسه احیا استفاده می‌کنند دریچه آب نمک بسته خواهد شد. بعد از مرحله بستن دریچه آب نمک، آب در همین مسیر بدون محلول آب نمک جریان پیدا می‌کند. طی این پروسه مواد معدنی و آب نمک بزهکشی نزدیک مخزن انتقال یا تخلیه می‌یابند.

مرحله شستشوی معکوس نیز از دیگر مراحلی است که در این گام آب به سمت بالا توسط مخزن رزین حرکت می‌کند. طی این پروسه باعث تخلیه رسوبات باقیمانده از سیستم خواهد شد.

آبکشی سریع جزو گام‌های نهایی است که این مرحله اهمیت بسیار زیادی دارد. پس از اینکه فرآیند شستشوی معکوس تمام شد یک شستشوی سریع را نیز انجام می‌دهند. این مرحله شامل فرایندی است که آب نمک باقیمانده در اطراف قسمت پایینی مخزن توسط بستر رزین جذب می‌شود. بدون شک آب نمک به بستر خواهد چسبید و طی مرحله آبکشی سریع می‌توان فرایند سختی گیر استانداردی را انجام داد.

زمان احیا سختی گیر

احیای سختی‌گیر یک روش کاملاً مناسب و استانداردی است که برای حذف سختی آب از آن استفاده می‌کنند. قطعاً سختی‌های حاصل از ‌یون‌های کلسیم و منیزیم با کمک این روش از بین می‌رود.  البته زمان احیای سختی گیر اهمیت بسیار زیادی دارد، اگر زمان احیای سختی گیر به موقع نباشد شاید فرایند سخت‌گیری نیز به درستی انجام نشود. قطعاً طی مرحله تجمع آلاینده‌ها، کلسیم و منیزیم سختی به وجود می‌آید.

حال برای از بین بردن این سختی باید از سختی گیر استفاده کرد. احیای سختی گیر یک فرآیندی است که مواد معدنی به وجود آورنده سختی از آب گرفته و خارج می‌شوند، در واقع به فرایند حذف سختی آب سختی گیر می‌گویند. از مهم‌ترین بخش‌های نرم کنندگی آب و سختی زدایی آن احیای رزین است. طی این فرآیند، رزین تمامی مواد معدنی سخت را احاطه می‌کند. در نتیجه محلول آب نمک به منظور شستشوی رزین از مواد احاطه شده وارد سیستم می‌شود.

این احیا شامل مرحله شستشو به مدت ۱۰ دقیقه با نمک است که آن را در دستگاه جایگذاری کرده‌اند. طی این مرحله سیلندرها به ترتیب تمیز می‌شوند، اهمیت این مرحله بدین منظور است تا از نرم شدن آب و خارج شدن سختی از دستگاه اطمینان داشته باشید. مدت زمان احیای سختی گیر یا بک واش دستگاه سختی گیر بین ۵ تا ۱۵ دقیقه است.

البته حجم مخزن رزین باید طوری باشد تا در بستر رزین ۵۰ درصد انبساط صورت بگیرد. معمولاً نمک مورد نیاز برای احیای رزین بین ۶۰ تا ۱۲۰ گرم به ازا هر لیتر رزین است. حال این میزان نمک استفاده روی مدت زمان احیای رزین تاثیر دارد. این زمان احیا به فشار داخل مخزن سختی گیر نیز بستگی دارد. معمولاً این فشار بین ۱.۷ بار تا ۳.۵ بار است و چنانچه فشار داخل مخزن کم شود، در مکش آب نمک اختلال به وجود می‌آید.

احیای رزین با نمک

احیای رزین با نمک یکی از مهم‌ترین فرآیندهایی است که در مصارف صنعتی و تاسیسات آبی اهمیت بسیار زیادی دارد. بدون شک یکی از مهمترین اجزای هر دستگاه سختی گیرهای رزینی، محلول آب و نمک است، زیرا با نمک احیای رزین انجام می‌شود. در تمامی واحدهای سختی‌گیر رزینی یک مخزن نمک وجود دارد که برای احیا از آن استفاده می‌کنند.

 حال در زمان احیای رزین باید محلول آب نمک از قسمت بالای مخزن وارد آن شود. در واقع از بستر رزین این محلول آب و نمک را عبور می‌دهند. بر اساس اندازه و ظرفیت مقصد این فرآیند تا ۳۰ دقیقه می‌تواند ادامه داشته باشد. البته باز به اندازه و ظرفیت مخزن بستگی دارد که چه مدت زمانی فرآیند احیای رزین با نمک صورت بگیرد. طی فرآیند عبور محلول آب نمک از رزین، یون‌های کلسیم و منیزیم به آن جذب می‌شود.

البته رزین مجدداً یوم یون کلسیم و منیزیم را آزاد و سدیم موجود در آب نمک را جذب می‌کند. طی این پروسه رزین چنین قابلیتی دارد تا بتواند فرایند سخت‌گیری را انجام دهد. عمل احیای رزین با طول عمر رزین رابطه مستقیمی دارد. برای احیای سختی‌گیر باید از سنگ نمک استفاده کنید، چرا که درصد خلوص سنگ نمک بسیار بالا است.

داخل مخزن نمک، آب نمک با خلوص بالای ۷۰ درصد وجود دارد. بدون شک خلوص آب نمک برای احیای رزین سخت‌گیر باید ۱۵ درصد باشد. میزان خلوص نمک رابطه مستقیمی با راندمان احیا دارد. رزین‌های آنیونی سود قابل احیا دارند و در مرحله آخر باعث شستن رزین با آب تازه می‌شوند. این مرحله باعث شده تا نمک احیای رزین موجود اضافه حذف گردد و سختی‌گیر به خوبی کار کند. چه بسا اینکه سختی گیر وابستگی بسیار زیادی به نمک دارد و انتخاب یک نمک با درصد خلوص مناسب نیز مهم است.

مراحل شستشوی سختی گیر رزینی

در رابطه با سختی گیر رزینی بایستی نکات بسیار مهمی را به خاطر بسپارید. یکی از پارامترهای مهم و آموزنده آشنایی با مراحل شستشو سختی گیر رزینی است. معمولا دستگاه‌های سخت‌گیر رزینی برای حذف سختی از آب و جلوگیری از تشکیل رسوب مورد استفاده قرار می‌گیرند. حال اینکه این فرآیند شستشوی سختی گیر رزینی طی مراحل مختلفی انجام می‌شود که شامل:

سرویس

مرحله اول شامل مرحله سرویس است و زمانی که سختی گیر کار می‌کند قطعاً در مرحله سرویس قرار دارد. حال یون سدیم که در بستر رزین قرار دارد جای خود را به یون کلسیم و منیزیم می‌دهد.

بک واش

در این مرحله به سبب اینکه سختی‌کیر در وضعیت سرویس قرار دارد، قطعاً تحت جریان مداوم آب از بالا به پایین است. به این ترتیب و تخت تاثیر این شرایط بستر رزین در حالت فشرده قرار می‌گیرد. در فرآیند بک واش جهت جریان آب معکوس می‌شود و آب در داخل سختی گیر از قسمت پایین به بالا انتقال می‌یابد. طی این مرحله انبساط بستر رزین به وجود آمده و دانه‌های رزین شناور می‌مانند. این ذرات معلق درگیر شده از قسمت داخلی بستر رزین و دستگاه خارج می شود.

مکش محلول آب و نمک

مرحله مکش محلول آب و نمک به عنوان مهم‌ترین مراحل شناخته می‌شود. در صد غلظت محلول آب و نمک در تاثیر زیادی روی عملکرد رزین و سرویس دهی آن دارد.

شستشوی آهسته و سریع

پس از انجام مکش برای اینکه ستون رزین شستشو داده شود، باید محلول آب نمک را کاملاً از دستگاه خارج کرد. ابتدا از روش شستشوی آهسته و به دنبال آن از روش شستشوی سریع برای شستشوی نمک موجود در دستگاه استفاده می‌کنند.

جمع بندی

احیا سختی گیر رزینی به منظور افزایش بازدهی و اصلاح ظرفیت جایگزینی یون های منیزیم و کلسیم موجود در آب با یون های سدیم در رزین های تصفیه آب، انجام می شود.

رزین هی کاتیونی یا آنیونی، قادر به حذف یون های معلق در آب مانند کلسیم و منیزیم هستند. کلسیم و منیزیم که اصلی ترین عامل برای سختی آب هستند، با ورود به سختی گیر های رزینی با یون های سدیم موجود در رزین جایگزین می شوند.

این فرآیند به مرور موجب کاهش خاصیت کاتیونی یا آنیونی رزین می شود. به همین دلیل لازم است یون های چسبیده به دانه های رزین جدا شود که در اصطلاح به این عمل احیا سختی گیر رزینی گفته می شود.

به صورت دوره ای و با دقت باید احیا سختی گیر رزینی را انجام داد. مقدار یون های موجود در آب مهم ترین عوامل تاثیر گذار به شمار می آیند. به صورتی که در محیط هایی با آب های بسیار سنگین و کلسیم و منیزیم زیاد، لازم است در فواصل زمانی کوتاهی رزین ها را احیا کرد.

به دلیل اهمیت فرایند احیای سختی گیر های رزینی در طراحی دستگاه های سختی گیر برای زمان های احیاء تدارکاتی  قرار داده شده است. برای مثال تمام دستگاه های سختی گیر مجهز به منبع آب نمک برای شست و شو و احیای رزین ها هستند.

روش کار در احیای مجدد دانه های رزین توسط آب نمک به این صورت است که با عبور آب نمک از بستر رزینی، مقدار زیادی از سدیم و نمک با کلسیم و منیزیم چسبیده به دانه های رزین جایگزین می شود. مکانیسم این عملیات دقیقاً بر عکس فرایند سختی گیری آب با دانه های رزین است.