دستگاه های سختی گیر رزینی، می بایست پس از مدت زمانی استفاده، توسط محلول قوی آب و نمک احیا شوند تا مجدداً ظرفیت سختی گیری آنها بازگشته و بتوانند مجدداً در مدار تصفیه قرار بگیرند. در صورتیکه دستگاه سختی گیر مجهز به شیر کنترلی اتوماتیک باشد، عملیات احیا و شستشوی رزین بصورت خودکار و بدون نیاز به اپراتور انجام می گیرد.
شیرهای کنترلی اتوماتیک دستگاه های سختی گیر، دو نوع هستند. یک نوع آن که مدل ساده تری بشمار می رود، شیرهای کنترلی زمانی (Time based) هستند. در شیرهای کنترلی زمانی، روز و ساعت دقیق احیای دستگاه سختی گیر برنامه ریزی شده و دستگاه سختی گیر دقیقاً در همان لحظه (بدون در نظر داشتن اینکه چه حجمی از آب از دستگاه عبور کرده است)، بصورت اتوماتیک و بدون نیاز به اپراتور، تمام فعالیت های مربوط به احیا و شستشوی رزین ها را انجام می دهد. مثلاٌ در سختی گیرهای خانگی کوچک، بصورت پیش فرض می توان مدت زمان احیا را هر شش روز یکبار درنظر گرفت.
اما در شیرهای سختی گیر اتوماتیک جریانی (Volume Based)، انجام عملیات احیا بر اساس حجم آب عبوری از دستگاه صورت میگیرد. این بدان معناست که دستگاه سختی گیر پس از عبور مقدار مشخصی از حجم آب وارد فاز احیا و شستشو شده و بنابراین، بازه زمانی خاصی برای این کار ندارد. هر چه مقدار مصرف آب بیشتر باشد، زمان احیا زودتر و بر عکس، هر چه میزان مصرف آب کمتر باشد، مدت زمان بین دو احیا، بیشتر خواهد بود.
بصورت عمومی می توان گفت که شیرهای اتوماتیک جریانی نسبت به شیرهای اتوماتیک زمانی از نظر میزان شستشو و هدرفت آب، راندمان و صرفه اقتصادی بیشتری دارند.
برای برنامه ریزی صحیح یک شیر سختی گیر، نیازمند داشتن یکسری اطلاعات و حدسیات هستیم. یکی از فرض های مهم در تعیین سایز سختی گیر، میزان نفرات ساکن در منزل می باشد. بطور متوسط، برای هر فرد ساکن در یک منزل مسکونی، حدود 300 لیتر در روز مصرف آب در نظر گرفته می شود. هر چند ممکن است سازندگان و طراحان مختلف بر اساس تجربه معیارهای دیگری داشته باشند، اما عدد ذکر شده تا حد خیلی خوبی برای طراحی دستگاه سختی گیر، مناسب به نظر می رسد.
برای ساده سازی مسأله در ادامه، فرض می شود که آب مورد نظر جهت عبور از دستگاه سختی گیر، دارای آهن و منگنز نباشد. در صورت وجود آهن و منگنز در آب، باید ملاحظات طراحی دیگری را نیز در نظر گرفت.
اطلاعات مهم دیگری که علاوه بر میزان مصرف آب، می بایست در اختیار داشت، مقدار سختی کل (Total Hardness) آب است. برنامه ریزی شیر سختی گیر بدون دانستن سختی آب، عملاً کاری نادرست است. خوشبختانه، مقدار سختی آب به سادگی توسط تست کیت سختی آب، قابل اندازه گیری است. میزان سختی کل آب، با دو واحد ppm (میلیگرم بر لیتر) و یا gpg (گرین بر گالن) سنجش و بیان می شود. هر گرین بر گالن، معادل 17.1 ppm است.
با دانستن تعداد افراد خانوار و نیز مقدار سختی آب، می توان شیر اتوماتیک جریانی دستگاه سختی گیر را برنامه ریزی کرد.
هر دستگاه سختی گیر، دارای یک ظرفیت "نامی" است. به عنوان مثال، وقتی می گوئیم دستگاه سختی گیر 30 کیلوگرین، منظور این است که این دستگاه، بصورت تئوری، می تواند 30,000 گرین سختی را پیش از نیاز به احیا، از آب حذف کند. این بدان معناست که اگر فرضاً آب مصرفی این دستگاه سختی گیر، دارای سختی 20 گرین بر گالن باشد، دستگاه سختی گیر می بایست حداکثر پس از عبور 1500 گالن معادل 6 متر مکعب آب (حاصل تقسیم 30,000 گرین بر 20 گرین بر گالن) احیا شود. یعنی اگر افراد خانوار در روز 500 گالن آب استفاده کنند، دستگاه سختی گیر می بایست حدوداً هر 3 روز یکبار احیا شود.
البته مثال بالا، در یک حالت کاملاً ایده آل در نظر گرفته شده است. نکته مهمی که می بایست در نظر داشت این است که ظرفیت دستگاه سختی گیر پس از احیا، کمتر از طرفیت نامی آن خواهد بود. ظرفیت واقعی دستگاه سختی گیر پس از احیا، بستگی به میزان نمک استفاده شده برای احیا دارد. هر چه میزان نمک مورد استفاده در زمان احیا بیشتر باشد، راندمان احیا و ظرفیت دستگاه پس از احیا بیشتر خواهد بود. بیشترین مقدار نمکی که در زمان احیا می تواند مورد استفاده قرار بگیرد، 15 پوند نمک به ازای هر فوت مکعب رزین (240 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین) می باشد. البته حتی در حالتی که این مقدار نمک برای احیا استفاده شود، باز هم ظرفیت دستگاه سختی گیر به حالت اولیه خود بر نمیگردد. به عنوان نمونه، ظرفیت یک دستگاه سختی گیر با طرفیت 40,000 گرین پس از احیا با این مقدار نمک، به 37,500 گرین کاهش خواهد یافت.
جدول زیر، نشاندهنده ظرفیت های مختلف دستگاه های سختی گیر با توجه به مقادیر مختلف نمک استفاده شده برای احیا را مشخص می کند:
|
ظرفیت نامی دستگاه سختی گیر (گرین) |
سایز مخزن رزین |
حجم رزین موجود مخزن (لیتر) |
ظرفیت واقعی دستگاه سختی گیر پس از احیا با مقدار 100 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین (گرین) |
ظرفیت واقعی دستگاه سختی گیر پس از احیا با مقدار 160 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین (گرین) |
ظرفیت واقعی دستگاه سختی گیر پس از احیا با مقدار 240 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین (گرین) |
|
15,000 |
"44 * "7 |
15 |
10,000 |
12,500 |
15,000 |
|
24,000 |
"44 * "8 |
20 |
15,000 |
18,750 |
22,500 |
|
32,000 |
"48 * "9 |
30 |
20,000 |
25,000 |
30,000 |
|
40,000 |
"44 * "10 |
35 |
25,000 |
31,250 |
37,500 |
|
48,000 |
"54 * "10 |
40 |
30,000 |
37,500 |
45,000 |
|
64,000 |
"48 * "12 |
55 |
40,000 |
50,000 |
60,000 |
|
80,000 |
"54 * "13 |
70 |
50,000 |
62,500 |
75,000 |
|
110,000 |
"65 * "14 |
100 |
70,000 |
87,500 |
105,000 |
برای تفهیم بیشتر موضوع، به ذکر یک مثال میپردازیم:
فرض می کنیم که سختی آب در یک منزل مسکونی، 15 گرین بر گالن و تعداد افراد ساکن در آن 3 نفر بوده و یک دستگاه سختی گیر با ظرفیت نامی 24 کیلوگرین در آن نصب شده باشد.
مقدار مصرف روزانه آب کل افراد خانواده، حدود 225 گالن در روز تحمین زده می شود (3*75). با توجه به مقدار سختی آب، هر روز می بایست 3375 گرین سختی از آب حذف شود (225*15). اگر فرض کنیم با بیشترین مقدار نمک (240 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین) برای احیای رزین استفاده شود، مدت زمان لازم برای احیای دستگاه سختی گیر حدود 6.6 روز طول می کشد (22500/3375). به همین ترتیب اگر با 160 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین برای احیای رزین استفاده شود، حدود 5.5 روز (18750/3375) و اگر 100 گرم نمک استفاده شود، حدود 4.5 روز (15000/3375) طول خواهد کشید.
حالا به این مثال از یک منظر دیگر می پردازیم. فرض کنید که از یک دستگاه سختی گیر با ظرفیت نامی 32 کیلوگرین استفاده می کنید. در صورت احیا با 240 گرم نمک به ازای هر لیتر رزین، ظرفیت بازیابی شده دستگاه 30 کیلوگرین خواهد بود. به همین ترتیب در صورت احیا با 160 و 100 گرم نمک، ظرفیت دستگاه به ترتیب به 25 و 20 کیلوگرین کاهش خواهد یافت. به این ترتیب مشاهده می کنیم که در حالت احیا با 160 گرم نمک نسبت به 240 گرم، ظرفیت دستگاه به حدود 5/6 کاهش می یابد اما مقدار مصرف نمک هم حدود 2/3 خواهد شد. به همین ترتیب با مصرف 100 گرم نمک نسبت به 240 گرم، ظرفیت دستگاه حدود 2/3 خواهد شد اما مصرف نمک نیز 2/5 می شود. بنابراین، با کاهش مقدار نمک مصرفی، از یک طرف ظرفیت بازیابی شده کاهش می یابد و از طرف دیگر باعث صرفه جویی در نمک و افزایش مصرف آب شستشو بالا می رود. لذا پیشنهاد می شود که برای ایجاد تعادل بین این موارد، از میزان متوسط نمک (حدود 160 گرم به ازای هر لیتر رزین) استفاده شود.
نظرات