امروزه دستگاه های سختی گیر رزینی مجهز به شیر اتوماتیک، بصورت بسیار گسترده ای در مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
یکی از مهمترین سوالاتی که در این خصوص مطرح است، نحوه محاسبه پارامترهای مورد نیاز برنامه ریزی این شیرهاست. با توجه به اینکه در حال حاضر، شیرهای کنترلی اتوماتیک برند RUNXIN پر استفاده ترین نوع شیرهای کنترلی سختی گیر بشمار می روند، نحوه محاسبه دقیق این پارامترها را مطابق دفترچه راهنمای این شرکت در ادامه توضیح داده و یک مثال برای فهم بهتر آن نیز حل خواهد شد.
در برنامه ریزی شیر سختی گیر، به محاسبه 5 پارامتر نیاز داریم که عبارتند از:
- مدت زمان قرار داشتن در سرویس (Service Time)
- مدت زمان بک واش (Backwash Time)
- زمان مکش آب و نمک و شستشوی آهسته (Brine and Slow Rinse Time)
- مدت زمان پر شدن مخزن آب و نمک (Brine Tank Refill Time)
- مدت زمان شستشوی سریع (Fast Rinse Time)
در ادامه روش محاسبه پارامترهای فوق توضیح داده می شوند:
این پارامتر، مدت زمانی که دستگاه سختی گیر در وضعیت کاری (سرویس) قرار دارد را نشان می دهد. تنظیم این پارامتر در شیرهای کنترلی زمانی و جریانی به شرح زیر می باشد:
نکته: سختی گیرهای مجهز به شیر کنترلی زمانی، در بازه های زمانی مشخص و بدون توجه به حجم آب عبور داده شده از سختی گیر وارد فاز احیا می شوند. اما احیای سختی گیرهای رزینی مجهز به شیر کنترلی اتوماتیک جریانی، پس از عبور حجم مشخصی از آب که در شیر برنامه ریزی می شود، انجام می گیرد.
- ظرفیت سختی گیری (در تنظیم شیرهای مدل جریانی)
Q=VR*K/YD (m3)
VR: حجم رزین (m3)
K: ضریب تبادل (mmol/L) – عددی بین 400 تا 1000
- برای شیرهای جریان احیای از بالا به پایین (Down-flow regeneration) بین 400 تا 750
- برای شیرهای جریان احیای از پایین به بالا (Up-flow regeneration) بین 450 تا 1000
هر چه سختی آب ورودی بالاتر باشد، این ضریب می بایست عدد کوچکتری در نظر گرفته شود.
yD: سختی آب ورودی (mmol/L)
نکته: برای محاسبه سختی آب بر حسب mmol/lit با دقت مناسبی می توان گفت که کافی است سختی آب بر حسب ppm CaCO3 یا mg/lit CaCO3 را بر عدد 100 تقسیم کرد.
- بازه زمانی بین دو احیا بر حسب روز (در تنظیم شیرهای مدل زمانی)
T1=Q/Qd (Day)
Q: ظرفیت سختی گیری (m3)
Qd: متوسط مصرف آب در روز (m3/d)
بصورت کلی مدت زمان بک واش بین 10 تا 15 دقیقه در نظر گرفته می شود. هر چه مقدار کدورت آب ورودی بیشتر باشد، زمان بک واش طولانی تر در نظر گرفته می شود. اما اگر کدورت آب ورودی بیشتر از 5 NTU باشد، بهتر است از یک فیلتر حذف ذرات معلق روی خط ورودی سختی گیر استفاده شود.
T3=(40~50)*HR (min)
که عموماً بصورت زیر محاسبه می شود:
T3=45*HR (min)
HR: ارتفاع رزین داخل مخزن (m)
برای شیرهای جریان احیای از بالا به پایین (Down-flow regeneration):
T4=(0.45*VR)/S
برای شیرهای جریان احیای از پایین به بالا (Up-flow regeneration):
T4=(0.34*VR)/S
VR: حجم رزین (m3)
S: سرعت پر شدن مخزن آب و نمک
لازم به ذکر است که سرعت پر شدن مخزن آب و نمک بستگی به فشار خط آب ورودی دارد. زمان برنامه ریزی شده روی شیر می بایست 1 تا 2 دقیقه بیشتر از زمان محاسبه شده واقعی باشد تا از پر شدن کامل مخزن آب و نمک اطمینان حاصل شود. توصیه می شود که در صورت امکان مخزن آب و نمک دارای Level Control و خروجی سرریز آب نیز باشد.
T5=12*HR (min)
HR: ارتفاع رزین داخل مخزن (m)
بصورت تجربی، مدت زمان شستشوی سریع حدوداً بین 10 تا 16 دقیقه برنامه ریزی می شود. اما نکته مهم، حصول اطمینان از رسیدن کیفیت آب به شرایط مد نظر پس از اتمام شستشوی سریع است.
در ادامه به نحوه محاسبه عملی این پارامترها در قالب یک مثال خواهیم پرداخت.
فرض های مثال:
- دستگاه سختی گیر به ظرفیت 150 کیلوگرین
- حجم رزین استفاده شده: 125 لیتر
- سختی آب ورودی 250 ppm
- سایز مخزن سختی گیر: 1665 (قطر 40 و ارتفاع 162.5 سانتیمتر)
- مدل شیر: جریان احیای از بالا به پایین (Down-flow regeneration)
- متوسط مصرف روزانه آب: 4000 لیتر
- کدورت آب ورودی زیر 1 NTU (به دلیل استفاده از فیلتر پیش تصفیه میکرونی قبل از سختی گیر)
1- محاسبه زمان قرار داشتن در سرویس (T1)
برای محاسبه این پارامتر ابتدا باید ظرفیت سختی گیری طبق فرمول زیر محاسبه شود:
Q=VR*K/YD (m3)
VR=125 lit=0.125 m3
با توجه به اینکه شیر سختی گیر از نوع Down-flow بوده و میزان سختی نسبتاً نرمال است، ثابت K که می بایست در بازه 400 تا 750 باشد را عدد 600 در نظر می گیریم.
YD=250/100=2.5
با توجه به اعداد فوق، ظرفیت سختی گیری به سادگی محاسبه می شود:
Q=0.125*600/2.5=30 m3
اگر شیر سختی گیر از نوع جریانی باشد، همین مقدار 30 متر مکعب در شیر برنامه ریزی می شود. این بدان معنا است که دستگاه سختی گیر بعد از عبور 30 متر مکعب آب، بصورت اتوماتیک وارد فاز احیا و شستشو شود.
اما اگر از نوع زمانی باشد، تعداد روزهای قرار داشتن دستگاه در سرویس با توجه به متوسط مصرف روزانه، با فرمول زیر محاسبه می شود:
T1=30/4=7.5 → 7 Days
عدد 7 در برنامه ریزی شیر سختی گیر زمانی وارد می شود. این بدان معناست که سختی گیر رزینی هر 7 روز یکبار بصورت خودکار در حالت احیا و شستشو قرار می گردد.
2- محاسبه مدت زمان بک واش (T2)
به دلیل اینکه آب ورودی به سختی گیر کدورت بالایی نداشته و از یک فیلتر پیش تصفیه مناسب نیز قبل از سختی گیر استفاده شده است، زمان 10 دقیقه برای بک واش کافی به نظر می رسد. البته بعد از 10 دقیقه، باید از تمیز و شفاف بودن آب خروجی بک واش که به سمت فاضلاب هدایت می شود مطمئن بود.
3- محاسبه زمان مکش آب و نمک و شستشوی آهسته (T3)
ارتفاع رزین داخل مخزن با داشتن حجم رزین و قطر مخزن بسادگی محاسبه می شود:
HR=VR/(3.14*(D2/4))=0.125/(3.14*((0.4)2/4)))=1 m
T3=45*1=45 min
البته این مقدار، حداقل زمان لازم برای مکش آب و نمک و شستشوی آهسته است. این مقدار را در برنامه ریزی شیر کمی بالاتر در نظر بگیرید. (حداقل 50 دقیقه در این سختی گیر)
4- مدت زمان پر شدن مخزن آب و نمک (T4)
همانطور که توضیح داده شد، مدت زمان پر شدن مخزن آب و نمک بستگی به فشار آب در محل سختی گیر داشته و در محل سختی گیر می بایست اندازه گیری و در شیر برنامه ریزی شود.
5- مدت زمان شستشوی سریع (T5)
با توجه به فرمول ارائه شده، این پارامتر بصورت زیر محاسبه می شود:
T5=12*HR=12*1=12 min
البته همانطور که اشاره شد، بعد از گدشت این مدت، آب خروجی دستگاه سختی گیر می بایست تست شده و از قابل قبول بودن کیفیت آن اطمینان حاصل شود.
نظرات