سختی گیر آب چیست و چگونه کار می کند

سختی گیر آب چیست و چگونه کار می کند

 

آب سخت و تصفیه نشده حاوی غلظت بالایی از مواد معدنی است که می تواند به لوله کشی و وسایل شما آسیب برساند.

با این حال، استفاده از یک سیستم سختی گیر آب (نرم‌کننده آب) می‌تواند به افزایش طول عمر لوله‌ها و لوازم خانگی شما کمک کند و به طور کلی آب با کیفیت تری را تامین کند.

 

سختی گیر آب چیست؟

سختی گیر آب (Water softener) یک دستگاه تصفیه آب است که مواد معدنی سخت آب مانند یون های کلسیم و منیزیم را از طریق فرآیند تبادل یونی از آب حذف می کند.

داشتن بهترین سیستم سختی گیر آب در بسیاری از خانه ها امری ضروری است. این سیستم آب حاوی مواد معدنی سخت اضافی را قبل از رسیدن به سیستم لوله کشی خانه با موفقیت تصفیه می کند.

 

دستگاه سختی گیر آب

 

سختی گیر آب چگونه کار می کند؟

سختی گیرهای آب با حذف مواد معدنی آب سخت از طریق فرآیند تبادل یونی کار می کنند. رسوبات آب سخت، مانند کلسیم و منیزیم، حاوی مولکول هایی با بار مثبت هستند.

 

سختی گیرهای آب با جذب این مولکول ها و حذف آنها از آبی که از سیستم می گذرد شبیه آهنرباها عمل می کنند. این کار یک فرآیند تبادل یونی برای کمک به جذب این مواد معدنی با استفاده از بارهای مثبت و مولکول های منفی است. بنابراین، مواد معدنی سخت، یون‌های دارای بار منفی را جذب می‌کنند و به آب نرم‌تر اجازه می‌دهند تا از دستگاه خارج شده و مورد استفاده شما قرار بگیرند.

 

آب سختی که وارد خانه می شود، مستقیماً به مخزن سختی گیر آب وارد می شود. درون مخزن بستری از دانه های رزین قرار دارد که آب از آن عبور می کند. این دانه های کروی معمولاً از مواد پلی استایرن (polystyrene) بوده و دارای بار منفی هستند که به نام آنیون (anions) شناخته می شود. آنها از یون های سدیم در داخل سختی گیر آب برای دریافت بار منفی استفاده می کنند تا به این حالت برسند.

 

آبی که حاوی مولکول های کلسیم و منیزیم بیش از حد است دارای بار یونی مثبت است که به آن کاتیون (cations) نیز می گویند. به ساده‌ترین شکل ممکن، نیروهای مثبت و منفی جذب می‌شوند و به این رسوبات سخت اجازه می‌دهند به دانه‌های رزین با بار منفی بچسبند.

 

از آنجایی که این مولکول‌های یون مثبت نسبت به یون‌های سدیمی که روی دانه‌های رزین می‌نشینند، نیروی قوی‌تری دارند، بر آنها غلبه کرده و جای خود را می‌گیرند و یون‌های سدیم را آزاد می‌کنند.

 

این فرآیند تبادل یونی با موفقیت محتوای مواد معدنی سخت را از آب حذف می‌کند و از طریق سیستم به عنوان آب نرم و با مقدار ناچیزی از یون‌های سدیم به داخل خانه جریان پیدا می کند.

 

با این حال، دانه‌های رزین در نهایت مملو از یون‌های با بار مثبت کلسیم و منیزیم خواهند بود، بنابراین نرم‌کننده آب باید یک چرخه بازسازی (regeneration cycle) را انجام دهد تا این مولکول‌ها را آزاد کند و دانه‌ها را دوباره شارژ کند، تا به حذف بیشتر یون‌های معدنی سخت ادامه دهد.

 

فرآیند بازسازی

فرآیند بازسازی (احیاء) سختی گیر آب به این صورت است که سختی گیر آب، یون‌های مثبت چسبیده روی دانه‌های رزین را از بین می‌برد و سپس آنها را دوباره شارژ می‌کند تا یک بار دیگر از طریق تبادل یونی بار منفی را نگه دارند.

 

فرآیند بازسازی (احیاء) سختی گیر آب

 

بازسازی سختی گیر آب بر پایه نمک

بسته به مدل، دو روش وجود دارد که یک سختی گیر آب مبتنی بر نمک می تواند بازسازی را انجام دهد. که عبارتند از:

 

بازسازی همزمان جریان: جریان از بالا رو به پایین (Downflow)، که در این حالت محلول آب نمک در مخزن از بالا به سمت پایین جریان می یابد.

 

بازسازی همزمان: جریان از پایین رو به بالا (Upflow)، در این حالت محلول آب نمک در مخزن از پایین به سمت بالا جریان می یابد.

 

یک سختی گیر آب را معمولاً طوری تنظیم می کنند که درصورت نیاز در اواخر شب یا صبح زود که همه در خواب هستند، سیکل بازسازی را انجام دهد. به این ترتیب، می تواند با خیال راحت از سختی گیر در ساعات اوج روز استفاده کنید.

 

سیستم سختی گیر از دو مخزن تشکیل شده است: مخزن آب نمک که محفظه ذخیره کلرید سدیم مورد نیاز برای ایجاد محلول آب نمک است که در فرایند بازسازی مورد استفاده قرار می گیرد.

 

مخزن اصلی که محلول آب نمک وارد آن می شود تا در حین سیکل بازسازی با دانه های رزین مخلوط شود. از آنجایی که محلول آب نمک یک محلول نمکی با غلظت بالا است، مولکول های یون مثبت روی دانه های رزین را وادار به آزادسازی می کند. در نتیجه یون های منفی مخلوط آب نمک بار دیگر جای خود را روی مهره های رزین می گیرند.

 

آبی که اکنون حاوی مواد معدنی سخت است از طریق مجرای فاضلاب از سختی گیر خارج می شود. با این حال، اگر از سختی گیر آب بدون نمک (salt-free water softener) استفاده کنید، روند بازسازی به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود.

 

انواع سختی گیرهای آب

اگرچه سختی گیر های آب مبتنی بر نمک یکی از رایج ترین مدل های مورد استفاده هستند، اما تنها نوع موجود نیستد. امکان و شرایط مختلف ممکن است به یک نوع سختی گیر آب جایگزین نیاز داشته باشند.

 

در اینجا انواع اصلی سختی گیر که در بازار پیدا خواهید کرد آورده شده است.

 

بر پایه نمک (Salt-based)

بدون نمک (Salt-free)

دو تانک (Dual-tank)

مغناطیسی (Magnetic)

سختی گیر آب اسید سیتریک (Citric Acid Water Softener)

 

سختی گیر آب مبتنی بر نمک

سختی گیرهای آب مبتنی بر نمک (Salt-based) بسیار متنوع هستند زیرا در اندازه های مختلف وجود دارند. برخی از مدل‌ها برای استفاده در خانه های کوچک ساخته می شوند، در حالی که برخی دیگر به اندازه کافی بزرگ هستند تا آب مورد نیاز یک مجتمع مسکومی یا تجاری را تامین کنند.

 

این مدل ها از نمک کلرید سدیم برای حذف کامل مواد معدنی آب سخت در فرآیند تبادل یونی استفاده می کنند. آنها معمولاً بسته به میزان آبی که استفاده می کنید، یک بار در هفته فرآیند بازسازی را انجام می دهند.

 

سخنی گیر آب بدون نمک

به طور طبیعی، سختی گیر‌های آب بدون نمک (salt-free water softeners) برای تصفیه مواد معدنی سخت در آبی که وارد خانه می‌شود، نیازی به افزودن نمک ندارند. با این حال، این سیستم ها مواد معدنی آب سخت را حذف نمی کنند، بنابراین در واقع آب نرم شده ایجاد نمی کنند.

 

ولی در عوض مواد معدنی به لوله ها یا وسایل شما متصل نمی شوند. این فرآیند که به عنوان تبلور به کمک الگو (TAC) شناخته می شود، از دانه های پلیمری استفاده می کند که کلسیم و مواد معدنی آب سخت را متبلور می کند.

 

دو تانک

همانطور که از نام آن پیداست، سختی گیرهای آب دو تانک (dual-tank water softeners) از دو مخزن استفاده می کنند. در حالی که یک مخزن در حال انجام فرآیند بازسازی است، مخزن دیگر می تواند آب نرم مورد نیاز شما را تامین کند. این سیستم ها  بزرگتر از مدل های دیگر هستند و نصب آنها در فضاهای کوچک می تواند چالش برانگیز باشد.

 

مغناطیسی

سیستم های سختی گیر مغناطیسی آب روی لوله آب نصب می شوند و فضای کمتری را نسبت به مدل های دیگر اشغال می کنند. آنها نیازی به دسترسی به آب ندارند اما باید از برق استفاده کنند.

 

به جای استفاده از نمک یا کریستالیزاسیون، سختی گیرهای آب مغناطیسی از سیم پیچ های الکترومغناطیسی برای حذف بار مثبت مواد معدنی سخت موجود در آب و خنثی کردن آنها استفاده می کنند.

 

به این ترتیب، پس از حذف بار مثبت مواد معدنی، آنها دیگر نمی توانند به سطوحی بچسبند که می تواند به سیستم لوله کشی یا وسایل شما آسیب برساند. با این حال، مانند مدل های بدون نمک، مواد معدنی آب سخت همچنان در آب وجود خواهند داشت.

 

اجزای یک سیستم سختی گیر آب

یک سیستم سختی گیر آب معمولی دارای چندین ماده معدنی ضروری برای عملکرد موثر است. برای این مثال، از سیستم استاندارد مبتنی بر نمک استفاده خواهیم کرد.

 

یک واحد مبتنی بر نمک شامل سه جزء اصلی برای عملکرد آن است. این شامل:

 

مخزن رزین

مخزن آب نمک

شیر کنترل

 

مخزن رزین

 

 مخزن سخنی گیر رزینی

 

مخزن رزین جایی است که آب سخت وارد آن می شود تا از میان دانه های رزین موجود در آن جریان یابد تا بتواند به طور موثر مواد معدنی سخت را حذف کند و آب نرم شده را وارد خانه کند.

 

مخزن آب نمک

 

مخزن آب نمک

 

این مخزن کوچکتر از مخزن رزین است. مخزن نمک، محلول آب نمک غلیظ لازم برای فرآیند بازسازی را در خود جای می دهد تا توسط آن دانه های رزین به حالت یون منفی بازگرداند.

 

شیر کنترل

یکی از قابلیت های شیر کنترل (control valve) یک سختی گیر آب، اندازه گیری حجم آب نرمی که از مخزن رزینی تصفیه شده و وارد خانه می شود. و در نتیجه سیکل احیاء رزین را تنظیم می کند. مثلاً هنگامی که حجم جریان آب زیادی از مخزن عبور می کند، سیستم به طور خودکار فرآیند بازسازی و احیاء را آغاز می کند تا یون های موجود برروی دانه های رزین توسط محلول آب نمک شارژ شوند.

 

هزینه نصب و نگهداری

هزینه نصب هر ظرفیت از سیستم های سختی گیر وابسته به محل نصب، اندازه ظرفیت سختی گیر و تجهیزات اضافی آن است. لذا برای استعلام دقیق هزینه نصب و راه اندازی سختی گیر می توانید از کارشناسان فروش شرکت مانا کنترل بطور رایگان کمک بگیرید.

 

هزینه تهیه و نگهداری مخزن سختی گیر به نوع سختی گیر انتخابی شما بستگی دارد. هر نوع سختی گیر دستورالعمل های نگهداری مخصوص به خود را دارد.

 

هزینه های تعمیر و نگهداری برای سختی گیرهای آب برای بسیاری از مدل های جدیدتر نسبتاً پایین است. تعمیر و نگهداری مناسب، عملکرد صحیح و کارآمد دستگاه را تضمین می کند و در عین حال طول عمر آن را افزایش می دهد.

 

سختی گیر‌های آب مبتنی بر نمک برای عملکرد عادی خود، به طور مداوم نیاز به مصرف نمک دارند. میزان نمک مصرفی تابع حجم رزین موجود در مخزن است. هرچه میزان رزین بیشتر باشد، نمک بیشتری می بایست صرف شارژ آن شود، در نتیجه هزینه نمک مصرفی افزایش پیدا می کند. همچنین شیرهای کنترلی اتوماتیک برای کار به برق نیاز دارند، اگرچه میزان مصرف برق آنها زیاد نیست.

 

مدل‌های سختی گیر بدون نمک، نیازی به نمک ندارند، اما بسته به میزان استفاده از آنها، هر سه تا پنج سال یک بار، به مواد TAC جدید نیاز دارند. آنها برای کار نیازی به برق ندارند.

 

سیستم های سختی گیر مغناطیسی مانند مدل های قبلی نیازی به مواد مصرفی ندارند. ولی اکثر مدل های آنها برای ایجاد میدان مغناطیسی می بایست مدام به برق وصل باشند و در نتیجه تنها هزینه نگهداری آنها، هزینه برق مصرفی شان می باشد.

 

هر چند وقت یکبار باید یک سختی گیر نیاز به سرویس و نگهداری دارد؟

سختی گیرهای آب به نگهداری و مراقبت منظم نیاز دارند تا کارایی آنها حفظ شوند. بررسی و نگهداری سالانه قطعات حیاتی (به ویژه تعویض به موقع رزین) برای کمک به کارکردن سیستم شما و جلوگیری از بروز هرگونه مشکل احتمالی در آینده بسیار مهم است.

 

بررسی و تعویض رزین سختی گیر

 

سختی گیرهای آب بسته به میزان استفاده از آنها می توانند تا 10 سال عمر کنند. با این حال، آنها یک وسیله هستند، لذا مانند مابقی وسیله های کاربردی می بایست عملکرد آنها را هر سال بررسی کنید تا مطمئن شوید که هنوز کارآمد هستند.

 

یکی از جنبه های حیاتی نگهداری یک سختی گیر آب این است که اطمینان حاصل شود که نمک آن هرگز تمام نشود. اگر مخزنآب نمک سختی گیر بدون نمک بماند و سختی گیر بدون نمک کار کند، احتمال آسیب رسیدن به اجزای داخلی آن وجود دارد و آب شما نرم نمی شود و مشکلات بیشتری در سیستم لوله کشی و وسایل شما مانند ماشین لباسشویی و غیره ایجاد می کند.

 

مزایا و معایب نرم شدن آب

داشتن آب نرم می تواند یک انتخاب شخصی باشد یا ممکن است در جایی که زندگی می کنید ضروری باشد. استفاده از سختی گیر آب در خانه مزایا و معایب مختلفی دارد.

 

مزایا:

• احتمال تجمع رسوب آهک و کلسیم در لوله کشی، وان، دوش، سینک و سایر وسایلی را که با آب در تماس هستند را به حداقل می رساند.
• شما از مواد شوینده کمتری استفاده می‌کنید، زیرا مواد شوینده کف بیشتری پیدا می کنند و تجربه تمیز کردن بهتری را برای شما و خانه‌تان فراهم می‌کنند.
• وسایلی که از آب استفاده می‌کنند، مانند آبگرمکن‌ها، عمر طولانی‌تری و کارایی بیشتری خواهند داشت.
• لطافت لباس‌ها بیشتر می شود و لکی بر روی ظروف باقی نمی ماند.
• پوست و موی شما احساس خشکی یا خارش نخواهد کرد.

 

معایب:

• سختی گیرهای آب، نمی توانند باکتری ها یا سایر افزودنی های مضر موجود در آب را از بین ببرند.
• سیستم های سختی گیر رزینی که با نمک کلرید سدیم و یا پتاسیم کار می کنند،ممکن است برای سلامتی برخی از افراد خاص مفید نباشد.
• برخی از مدل ها تأثیر مخربی بر محیط زیست دارند.
• برخی از افراد احساس نرمی آب بعد از دوش گرفتن یا حمام کردن را دوست ندارند.
• دستگاه های سختی گیری که از شیرکنترلی اتوماتیک استفاده می کنند، نیاز به برق دارند.

 

اثرات آب نرم بر سلامتی چیست؟

سختی گیر آب می تواند بر سلامت و تندرستی برخی افراد تأثیر بگذارد. برخی از عوامل مهم در این خصوص در اینجا ذکر شده است.

 

• اگر فشار خون بالا دارید و تحت توصیه های پزشک برای پرهیز از مصرف سدیم هستید، باید سختی گیرهای آب مغناطیسی یا بدون نمک را انتخاب کنید. در غیر این صورت ممکن است فشار خون شما افزایش یابد.
• کاهش روزانه کلسیم و منیزیم از آب می تواند افراد را دچار کمبود این مواد معدنی ضروری کند که در هیچ جای دیگری دریافت نمی کنند.

 

اثرات محیطی نرم کردن آب چیست؟

متأسفانه هنگام استفاده از نرم کننده آب، اثرات زیست محیطی وجود دارد. این شرایط در درجه اول هنگام استفاده از مدل های مبتنی بر نمک اتفاق می افتد. زیرا ممکن است تخلیه آب نمک به خطوط سپتیک محلی تخلیه شود.

 

همچنین می تواند به داخل زمین به سیستم های سپتیک نفوذ کند و باعث غلظت بیش از حد یون سدیم در مناطق آبی مجاور شود. تاثیر مهم دیگر میزان آبی است که این واحدها در طول فرآیند بازسازی استفاده می کنند.

 

به طور متوسط، یک سختی گیر آب هر هفته 200 لیتر آب اضافی برای فرآیند شستشوی معکوس و احیاء مصرف می کند که مازاد بر مصرف آب خانگی می باشد.

 

نحوه انتخاب یک سختی گیر آب

هنگام انتخاب یک سختی گیر آب، چند فاکتور مهم وجود دارد تا تصمیم بگیرید کدام مدل به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد:

 

1) مقدار سختی آب منبع فعلی شما.

2) میزان مصرف آب که وابسته به مساحت و تعداد افراد مصرف کننده است.

3) فضای موجود برای نصب سختی گیر آب.

4) بودجه

5) الویت

 

تشخیص سطح سختی آب

دانستن سختی آب اولین گام در انتخاب نوع سختی گیر آب خواهد بود. به عنوان مثال، آیا در منطقه ای زندگی می کنید که آب چاه شما دارای مواد معدنی سخت است؟ آیا آب شما حاوی آلاینده های نامطلوب دیگری است که بو و رنگ را تغییر می دهد؟

 

اگر مطمئن نیستید که ترکیب آب شما چیست، می توانید کیت های تست مربوط به سختی آب و آلاینده های مختلف آب را از فروشگاه ها و یا بصورت آنلاین از شرکت های معتبر تهیه کنید. هنگامی که تعیین کردید آب شما چقدر سخت است، در مرحله بعد، می توانید شروع به بررسی سایر عوامل تعیین کننده برای انتخاب یک سختی گیر آب کنید.

 

میزان مصرف آب

به طور طبیعی، اندازه خانه شما و تعداد افرادی که از آب نرم شده استفاده خواهند کرد، به طور مستقیم بر نوع سختی گیری که باید انتخاب کنید، تأثیر می‌گذارد.

 

به عنوان مثال، اگر تنها در یک آپارتمان زندگی می کنید، ممکن است یک مدل مغناطیسی کوچک برای نیازهای شما کافی باشد. با این حال، اگر در یک خانه بزرگ با چندین نفر بزرگسال و کودک زندگی کنید، نیاز شما به آب به میزان قابل توجهی بیشتر خواهد بود. حمام کردن روزانه، شستن ظروف و لباس ها و حتی تمیز کردن فضا مسکونی نیاز به آب نرم بیشتری دارد.

 

فضای موجود برای نصب سختی گیر آب

فضای موجود در خانه شما برای نصب یک سختی گیر آب نیز می‌تواند به شما کمک کند تا تعیین کنید چه نوع سختی گیری را انتخاب کنید. خانه هایی با اندازه استاندارد اغلب دارای یک اتاق تاسیسات هستند که می توان سیستم های سختی گیر را در هر ابعاد و با ملزوماتی مربوطه در آن  براحتی نصب کرد. این فضا ممکن است در آپارتمان های کوچک محدود بوده و یا اصلاً وجود نداشته باشد.

 

بودجه

اگر آب سخت دارید و در حال بررسی نصب یک سختی گیر آب هستید، ممکن است بودجه شما انتخاب های شما را محدود کند.

 

قبل از تصمیم گیری در مورد خرید نوع سختی گیر، می بایست هزینه نصب و راه اندازی آن را نیز در نظر داشته باشد. شاید بدلیل پایین بودن بودجه مجبور بشوید نوعی از سختی گیر را انتخاب کنید که خودتان بتوانید آن را نصب کنید.

 

الویت

الویت شخصی هنگام انتخاب یک سختی گیر آب مهم خواهد بود. به عنوان مثال، آیا می خواهید از مدل مبتنی بر نمک استفاده کنید؟ و یا  مدل بدون نمک را ترجیح می دهید؟

 

سوالات متداول

اگر هنوز در مورد خرید یک سختی گیر آب جدید سؤالی دارید، در اینجا به چند سؤال رایج پاسخ داده می شود.

 

کدام روش سختی گیری آب بهترین است؟

تصمیم گیری اینکه کدام روشسختی گیری آب بهترین است به الویت و نیازهای شما بستگی دارد. برخی از افراد ممکن است هیچ نگرانی با مدل های مبتنی بر نمک نداشته باشند. با این حال، این سیستم ها دارای برخی از عوامل محیطی هستند که ممکن است شما را وادار به انتخاب گزینه‌های بدون نمک کنند.

 

اگر می خواهید مواد معدنی سخت در آب بدون ایجاد خوردگی یا تجمع در لوله های باقی بماند، انتخاب یک مدل مغناطیسی ممکن است بهترین انتخاب شما باشد.

 

آیا سختی گیرهای آب ارزش تهیه کردن را دارند؟

اگر در منطقه ای با آب بسیار سخت زندگی می کنید، استفاده از سختی گیر می تواند ارزش تهیه کردن آن را داشته باشد. به این ترتیب می‌توانید احتمال آسیب‌های لوله‌کشی را به حداقل برسانید، خانه خود را تمیز نگه دارید و عمر لوازم خود را افزایش دهید. علاوه بر این، آب نرم شده برای لباس، پوست و موهای شما مفیدتر است.

 

 

مترجم:  حجت الله کاتوزی

منبع:

www.waterdefense.org/water-softener/guide/how-water-softener-works/