فراب زیست فراز | انواع سیستم‌ها و تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی
هنگامی که آب دارای مقادیر زیادی از مواد معدنی باشد، به آن «آب سخت» گفته میشود. این پدیده معمولاً زمانی رخ می‌دهد که مقادیر زیادی منیزیم و کلسیم حل‌شده در آب وجود داشته باشد. اگر در خانه یا آپارتمانی زندگی می‌کنید که سیستم نرم‌کننده آب ندارد، ممکن است هنگام شستن دست‌ها یا دوش گرفتن با اثرات آب سخت مواجه شوید.
اگرچه تأثیرات آب سخت به میزان سختی آن بستگی دارد، ممکن است پس از شستن دست‌ها احساس کنید که کاملاً تمیز نشده‌اند. این موضوع به دلیل تعامل صابون با کلسیم موجود در آب است. همچنین، پس از شستن ظروف، ممکن است لکه‌ها یا لایه‌ای باقی‌مانده روی لیوان‌ها مشاهده کنید که نشان‌دهنده وجود مقادیر بالای کلسیم و منیزیم در آب است.پیشنهاد میکنیم برای اطلاعات کامل مقاله سختی آب چیست را مطالعه کنید.
در این مقاله قصد داریم درباره هدف چرخه بازتولید یا همان فرآیند احیا در دستگاه سختی گیر آب، مراحل و نحوه عملکرد آن و تفاوت‌های چرخه احیا در سختی‌گیرهای رزینی صحبت کنیم.
احیای سختی گیر رزینی چیست؟
احیا سختی گیر رزینی آب فرآیندی است که از طریق آن مواد معدنی را که از آب سخت گرفته خارج می کند، بنابراین می تواند به نرم کردن آب جدید در حین ورود ادامه دهد.
در یک سختی‌گیر آب، آب از طریق فرایند تبادل یون نرم میشود. به این صورت که به ازای هر یون سختی – مانند کلسیم و منیزیم – که از آب حذف میشود، باید یک یون سدیم جایگزین آن شود تا فرایند نرم کردن آب انجام گیرد. زمانی که آب از داخل دستگاه عبور می‌کند و نرم میشود، دانه‌های مدیا (رسانه‌های تبادل یون) به‌تدریج با کلسیم، منیزیم و آهن پوشیده می‌شوند. در نهایت، این دانه‌های مدیا نیاز به شستشو یا بازسازی پیدا می‌کنند تا بتوانند به فرایند نرم کردن آب ادامه دهند.
اصطلاح “احیا” یا “Regeneration” یا همان شستشوی سختی گیر رزینی به این فرایند اشاره دارد که طی آن بار یون سدیم بر روی مدیا جایگزین میشود تا سیستم رسوب زدایی بتواند به تبادل یون ادامه دهد. به بیان ساده‌تر، در حالت بازسازی (REGEN)، سختی‌گیر آب در حال بازسازی یا تجدید دانه‌های داخلی خود است.
برای مقابله با آب سخت، استفاده از یک سیستم سختی گیر آب که بتواند غلظت کلسیم و منیزیم را کاهش دهد، ضروری است. نرم‌کننده آب هر نوع سیستم فیلتراسیونی است که قادر به حذف این مواد معدنی از آب باشد. پس از نصب نرم‌کننده آب در خانه یا تأسیسات صنعتی، این سیستم آب را از یک مخزن حاوی مواد معدنی گرفته و از میان دانه‌های رزین عبور می‌دهد.
قبل از عبور آب از دانه‌های رزین، این دانه‌ها با یون سدیم پایه شارژ می‌شوند که باعث میشود بار منفی داشته باشند. از طرف دیگر، مواد معدنی مانند منیزیم و کلسیم دارای بار مثبت هستند. هنگامی که دانه‌های رزین با بار منفی با مواد معدنی دارای بار مثبت مانند کلسیم و منیزیم تماس پیدا می‌کنند، این مواد معدنی توسط دانه‌ها جذب شده و به جای آن یون سدیم بی‌ضرری آزاد میشود. پس از حذف این مواد معدنی، آب به طور طبیعی نرم میشود.
اکثر سختی گیرهای آب از فرآیند بازتولید یا همان احیا (Regeneration) برای حفظ عملکرد خود استفاده می‌کنند. در سیستم‌های سختی گیری آب با تبادل یونی، این فرایند به دلیل نحوه عملکرد سیستم ضروری است. همان‌طور که گفته شد، آب سخت از میان دانه‌های رزین عبور می‌کند و سپس در سراسر خانه یا تأسیسات صنعتی توزیع میشود.
وقتی مواد معدنی کلسیم و منیزیم با دانه‌های رزین تماس پیدا می‌کنند، به آن‌ها چسبیده و به مرور زمان در اطراف دانه‌ها انباشته می‌شوند. فرایند بازسازی به منظور تمیز کردن دوره‌ای دانه‌ها طراحی شده است تا سختی گیر رزینی بتواند به‌طور مؤثر به کار خود ادامه دهد.
در طول فرایند احیا، دانه‌های رزین با آب نمک شسته می‌شوند که باعث میشود مواد معدنی سخت از دانه‌ها جدا شده و به فاضلاب منتقل شوند. پس از تمیز شدن دانه‌های رزین، نرم‌کننده آب دوباره بدون مشکل کار خواهد کرد. این چرخه بازتولید معمولاً به صورت هفتگی انجام میشود.
چرا دستگاه‌های سختی گیر به احیا شدن نیاز دارند؟
در مخزن یک دستگاه سختی گیر رزینی، هزاران دانه رزین وجود دارد که مواد معدنی سخت را از آب لوله‌کشی جذب می‌کنند. پس از هر چرخه بازتولید تازه، این دانه‌های رزین دارای یون‌های سدیم هستند. وقتی سختی‌گیر آب کار خود را انجام می‌دهد، یون‌های سدیم از دانه‌های رزین جدا می‌شوند و جای خود را به یون‌های کلسیم و منیزیم (مواد معدنی سخت) می‌دهند.
بعد از مدتی، تمام دانه‌های رزین داخل دستگاه پوشیده از کلسیم و منیزیم می‌شوند. در این حالت، دیگر قادر به جذب مواد معدنی سخت از آب لوله‌کشی نخواهند بود. چرخه بازتولید این مشکل را حل می‌کند.
چرخه احیا در سختی گیرهای رزینی چگونه کار می‌کند؟
وقتی دستگاه سختی گیر تشخیص می‌دهد که زمان چرخه بازتولید فرا رسیده، مخزن خود را با ترکیبی از نمک و آب که به آن “آب نمک” گفته میشود، شستشو می‌دهد. معمولاً یون‌های کلسیم و منیزیم اتصال قوی‌تری با دانه‌های رزین دارند، به همین دلیل می‌توانند یون‌های سدیم را در فرآیند نرم‌سازی جایگزین کنند. اما آب نمک استفاده شده در چرخه شستشو دارای غلظت بالای سدیم است که یون‌های کلسیم و منیزیم را از دانه‌های رزین جدا می‌کند و آن‌ها را با یون‌های سدیم جایگزین می‌کند.
یون‌های کلسیم و منیزیم همراه با باقی‌مانده آب نمک از مخزن خارج می‌شوند و سیستم آماده عملکرد مجدد میشود.
مراحل فرآیند احیای سختی گیر آب
فرآیند احیا یا همان مراحل شستشوی سختی گیر رزینی شامل پنج مرحله اصلی است که در طی آن محلول آب نمک به دانه‌های رزین ارسال میشود تا تمام مواد معدنی سختی جمع شده را به طور مؤثر حذف کند. این مراحل عبارت‌اند از:
- پر کردن (Fill): سختی گیرهای رزینی مجهز به یک مخزن ذخیره نمک هستند. برای شروع فرآیند احیا، آب وارد مخزن ذخیره شده و نمک در آب حل میشود تا محلول آب‌نمک تشکیل شود. این محلول برای حذف مواد معدنی سختی که روی دانه‌های رزین جمع شده‌اند، ضروری است.
- تزریق آب‌نمک (Brining): در این مرحله، محلول آب‌نمک از مخزن ذخیره به مخزن رزین ارسال میشود که دانه‌های رزین در آن قرار دارند. در این فرآیند، محلول آب‌نمک مواد معدنی سختی را جذب می‌کند.
- شستشوی آب‌نمک (Brine Rinse): پس از استفاده از مقدار مشخصی محلول آب‌نمک برای فرآیند احیا، دریچه آب‌نمک بسته میشود. در این مرحله، آب همچنان از همان مسیر جریان پیدا می‌کند اما بدون محلول آب‌نمک. مواد معدنی و آب‌نمک از مخزن رزین به یک فاضلاب نزدیک تخلیه می‌شوند.
- شستشوی معکوس (Backwash): در این مرحله، آب با سرعت بیشتری به سمت بالا و از طریق مخزن بزرگ رزین عبور می‌کند. این جریان سریع باعث شستشوی رسوبات باقی‌مانده، آهن و آلودگی‌های دیگر از سیستم میشود.
- شستشوی سریع (Fast Rinse): پس از اتمام فرآیند شستشوی معکوس، شستشوی سریع انجام میشود. در این مرحله، آب با سرعت زیاد از طریق مخزن رزین جریان پیدا می‌کند. این آب هرگونه محلول آب‌نمک باقی‌مانده در قسمت پایین مخزن را با خود حمل کرده و از میان دانه‌های رزین عبور می‌دهد تا محلول آب‌نمک به طور کامل به دانه‌ها بچسبد. تنها پس از اتمام این مرحله، سختی گیر رزینی می‌تواند فرآیند معمول نرم‌سازی آب را مجدداً آغاز کند.
همان‌طور که پیش‌تر ذکر شد، درمان اصلی استفاده‌شده در این فرآیند محلول آب‌نمک است که ترکیبی ساده از نمک و آب می‌باشد. این فرآیند در صورت انجام صحیح، معمولاً حدود دو ساعت زمان می‌برد.
انواع احیا سختی‌گیرهای آب
اگر می‌خواهید بدانید که سختی گیر آب چگونه زمان احیا را تشخیص می‌دهد، پاسخ به نوع تنظیمات احیا بستگی دارد. در بیشتر موارد، سختی گیرها فرآیند بازسازی را زمانی شروع می‌کنند که دریچه کنترل نشان دهد زمان آن رسیده است. دو نوع اصلی احیا عبارت‌اند از:
- احیای بر اساس نیاز (Demand Regeneration): در این تنظیمات، دریچه کنترل میزان آب مصرف‌شده را ردیابی می‌کند و تنها زمانی که مقدار مشخصی آب از سختی گیر عبور کرده باشد، فرآیند احیا آغاز میشود. این روش تضمین می‌کند که فرآیند احیا همیشه در زمان مناسب انجام میشود و دانه‌های رزین قبل از تمیز شدن کارایی خود را از دست نمی‌دهند. در صورت افزایش مصرف آب، مانند زمانی که مهمان دارید، این فرآیند ممکن است بیشتر انجام شود.
- احیای زمان‌بندی شده (Time-Initiated Regeneration): در این نوع احیا، فرآیند تنها پس از یک بازه زمانی مشخص آغاز میشود و مصرف آب در این محاسبات لحاظ نمی‌شود. حتی اگر در طول هفته آب کمتری مصرف کرده باشید، فرآیند احیا در همان بازه زمانی ثابت انجام میشود. دریچه کنترل مجهز به یک ساعت است که زمان دقیق شروع احیا را تعیین می‌کند. برای تنظیم این روش، باید تعداد روزهای بین هر چرخه احیا و همچنین ساعت روز برای اجرای آن را مشخص کنید. بهترین زمان برای این فرآیند زمانی است که مصرف آب کم باشد، معمولاً در شب.
هر دو روش به طور مؤثر آب سخت را نرم می‌کنند، اما روش احیای بر اساس نیاز به دلیل کارایی و اثربخشی بیشتر، روش قابل اعتمادتری محسوب میشود. در این روش، سختی گیر تنها زمانی احیا میشود که ظرفیت نرم‌سازی دانه‌های رزین به اتمام رسیده باشد. اما در روش احیای زمان‌بندی شده، ممکن است احیا قبل یا بعد از اتمام ظرفیت رزین انجام شود.
فرآیند شستشوی سختی گیرهای رزینی چقدر طول می‌کشد؟
بسته به نوع، اندازه و سن دستگاه، فرآیند شستشوی سختی گیر رزینی معمولاً بین 90 تا 120 دقیقه زمان می‌برد. اگر دستگاه شما به درستی بازسازی انجام ندهد، آب شما به صورت مؤثری نرم نخواهد شد. بنابراین مطمئن شوید که دستگاه به درستی کار می‌کند و اگر بازسازی انجام نمی‌دهد، از روش‌های عیب‌یابی ذکر شده استفاده کنید.
اگر در انتخاب بین یک سیستم سختی گیر زمان‌بندی شده و سیستم بر اساس نیاز تردید دارید، توصیه میکنیم از سیستم‌های بر اساس نیاز استفاده کنید. این سیستم‌ها پیشرفته‌ترین راه‌حل برای مشکلات آب سخت هستند. این دستگاه‌ها قابل‌اعتماد بوده و برای افرادی که در هر زمان یا مقدار به آب نرم و تمیز نیاز دارند، ایده‌آل هستند.
به خاطر داشته باشید که سختی گیر آب باید قبل از شروع فرآیند احیا، ظرفیت ذخیره آب حدود ۲۵ درصد داشته باشد. در این ظرفیت ذخیره، مهره‌های رزین با نرخ اشباع ۷۵ درصد خواهند بود، که به این معنی است که مهره‌ها حاوی حدود ۷۵ درصد از کل مقدار مواد معدنی سختی هستند که می‌توانند در خود جای دهند.
میزان آب تخلیه شده هنگام شستشوی یک دستگاه نرم‌کننده آب چقدر است؟
هنگام استفاده از یک دستگاه سختی گیر آب، ممکن است نگرانی‌هایی در مورد مصرف آب داشته باشید. این کاملاً طبیعی است که بپرسید یک دستگاه نرم‌کننده آب چقدر آب را هنگام احیا تخلیه می‌کند. آب تخلیه‌شده در خانه شما استفاده نخواهد شد و اگر خیلی مکرر اتفاق بیفتد، ممکن است باعث افزایش قبوض آب شما شود. بسته به اندازه دستگاه، میزان آبی که در طی فرآیند احیا به فاضلاب می‌رسد، متفاوت خواهد بود.
بنابراین، مصرف آب در طول احیا چقدر است؟ برخی از نرم‌کننده‌های آب بسیار کارآمد بین ۲۰ تا ۲۵ گالن آب استفاده می‌کنند، در حالی که نرم‌کننده‌هایی که برای خانه‌های بزرگتر یا دفاتر طراحی شده‌اند، بین ۳۵ تا ۶۵ گالن آب مصرف می‌کنند.
دفترچه راهنمای دستگاه باید مشخص کند که فرآیند احیا چقدر آب مصرف می‌کند. اگر به این اطلاعات دسترسی ندارید، می‌توانید با یک متخصص مشورت کنید که می‌تواند جزئیات را در اختیار شما قرار دهد.
مقدار دقیق آبی که در طول فرآیند احیا استفاده میشود، عمدتاً به اندازه دستگاه بستگی دارد. اگر نرم‌کننده آب برای پاسخگویی به نیازهای یک خانواده چهار نفره طراحی شده باشد، می‌توانید انتظار داشته باشید که فرآیند احیا بین ۳۵ تا ۷۰ گالن آب مصرف کند. با این حال، تعداد مواد معدنی سختی موجود در آب نیز تعیین می‌کند که چه مقدار آب در طول احیا استفاده میشود. اگر آب شما حاوی سطوح بالایی از مواد معدنی سختی نباشد، نرم‌کننده ممکن است فقط ۲۰ تا ۲۵ گالن آب مصرف کند.
اگر سختی گیر شما بازسازی انجام ندهد چه اتفاقی می‌افتد؟
دستگاه‌های سختی آب نیاز به فرآیند بازسازی و احیا دارند. همان‌طور که تلفن همراه شما نیاز به شارژ دارد تا پس از استفاده مکرر به کار خود ادامه دهد، نرم‌کننده آب نیز باید بازسازی شود. اما اگر این دستگاه بازسازی انجام ندهد، چه باید کرد؟
دلایل مختلفی می‌تواند باعث اختلال در عملکرد سیستم نرم‌کننده آب شود. برای بررسی مشکل، می‌توانید یک چرخه بازسازی را به صورت دستی آغاز کنید و دوباره سطح سختی آب خود را اندازه‌گیری کنید تا مشخص شود که آیا تایمر دستگاه معیوب یا نادرست تنظیم شده است و باعث کمبود آب نرم شده است یا خیر. ممکن است نیاز باشد نمک اضافه کنید یا دفعات بازسازی را افزایش دهید. اگر سیستم خود را به‌گونه‌ای تنظیم کرده‌اید که روزانه بازسازی کند اما صدای شروع چرخه آن را نمی‌شنوید یا نمی‌بینید، احتمالاً باید تایمر دستگاه را تعویض کنید.
اگر مخزن نمک به درستی پر یا تخلیه نشود، دستگاه نمی‌تواند آب نرم تولید کند. برای بازسازی رزین، آب از پایین مخزن پمپ میشود، جایی که نمک حل شده و آب نمکی به داخل مخزن رزین مکیده میشود. اگر آب وارد مخزن نمک نشود، بازسازی ظرفیت نرم‌کنندگی امکان‌پذیر نیست. خطوط یا شیرهای نمکی مسدود شده می‌توانند از ورود آب نمک به مخزن جلوگیری کنند و ممکن است فشار آب را تحت تأثیر قرار دهند. برای رفع انسداد، خطوط و شیرها را با آب شستشو و تمیز کنید.
یک مخزن نمک که به درستی کار می‌کند، نباید کاملاً پر از آب باشد. اگر مخزن بیش از حد پر از آب باشد، ممکن است سطح نمک کم باشد یا انژکتور نیاز به تمیز شدن داشته باشد. پر شدن بیش از حد همچنین می‌تواند ناشی از شیر باز مانده یا انژکتور مسدود شده باشد. یکی دیگر از دلایل بازسازی نامناسب نرم‌کننده آب، تشکیل گل‌ولای نمکی است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که نمک حل شده و سپس دوباره به شکل یک لایه ضخیم در کف مخزن نمک کریستالیزه شود.
معمولاً می‌توان گل‌ولای نمکی را با آب داغ حل کرد یا با یک دسته جارو آن را شکست و سپس از مخزن خارج کرد.
