سختی‌گیری
اصطلاح آب سخت برای آبی بکار برده می‌شود که دارای مواد معدنی زیادی (مخصوصاً کلسیم و منیزیم) باشد. هر چقدر که غلظت یون‌های کلسیم و منیزیم و منگنز و کروم و … بیشتر باشد، درجه سختی آب بیشتر می‌شود. البته در اغلب منابع علمی، سختی آب را مستقیماً به وجود یون‌های کلسیم و منیزیم ربط می‌دهند. از آن‌جا که این یون‌ها دارای بار مثبت هستند، قابلیت انحلال سایر یون‌های مثبت در آب کاهش پیدا کرده و در نتیجه انحلال صابون در آب سخت با مشکل مواجه می‌شود.
بطور کلی سختی آب را بر دو نوع طبقه‌بندی کرده‌اند: سختی دائم یا غیرکربناتی، و سختی موقت یا کربناتی. سختی موقت را می‌توان با حرارت دادن از بین برد. نمونه بارز این سختی، وجود رسوبات سفیدرنگ و گچی در ظروفی مانند سماور و کتری است. ولی برای از بین بردن سختی دائم، استفاده از روش‌های شیمیایی و دستگاه‌های سختی‌گیر الزامی است. سختی کربناتی شامل املاح کربناتی و بی‌کربناتی کلسیم و منیزیم بوده، و سختی غیرکربناتی شامل سولفات و کلرور آن‌ها می‌باشد. از بین این املاح، کلرورهای کلسیم و منیزیم خاصیت خورندگی شدیدی دارند و سولفات‌های کلسیم و منیزیم نیز باعث تشکیل رسوب‌های سختی در جداره تأسیسات می‌شوند. کربنات‌ها و بی‌کربنات‌های سدیم و پتاسیم نه خورنده هستند و نه ایجاد رسوب می‌کنند، ولی در اثر بعضی عوامل ممکن است CO2 خود را که خاصیت اسیدی دارد از دست بدهند. در این حالت، CO2 با قرار گرفتن در مجاورت آب، اسید کربنیک تولید کرده و این امر باعث می‌شود که جدارۀ دیگ‌ها و لوله‌ها دچار آسیب و خوردگی شوند.
همچنین، اگر غلظت املاحی مانند کلرور سدیم بیشتر از ۳۰۰۰ میلی گرم در لیتر شود، طعم و خواص نامطبوعی به آب می‌دهد و در واقع غیر قابل شرب می‌شود. سولفات سدیم نیز باعث بروز ناراحتی‌های گوارشی شده و موجب تولید کف در دیگ‌های بخار می‌شود.
تجهیزات:
اجزای تشکیل دهنده سختی‌گیر رزینی عبارتند از:
- مخزن اصلی: که می‌تواند از جنس فلزی و فایبرگلاس باشد.
- شیر: برای تنظیم حالت‌های کاری دستگاه مورد استفاده قرار میگیرد و بر سه نوع است – سولو ولو ، دستی و اتوماتیک
- مخزن پلی اتیلنی نمک: برای انجام عملیات احیای رزینی مورد استفاده قرار میگیرد.
- رزین تبادل یونی: اصلی‌ترین قسمت دستگاه است و کار مبادلۀ یونی و حذف سختی از آب را انجام می‌دهد.
نحوه عملکرد سختی‌گیر
نحوۀ عملکرد دستگاه سختی‌گیر رزینی بدین صورت است که با جابجایی یون‌های منفی و مثبت که در آب سخت و رزین وجود دارند، سختی آب گرفته می‌شود. درواقع سختی گیر رزینی، سختی آب را از طریق تبادل یونی برطرف می‌کند. یون‌هایی همچون کلسیم و منیزیم همراه با آب وارد محفظه سختی گیر شده و از روی رزین‌ها عبور می‌کنند. سپس یون سدیم موجود در رزین با یون‌های کلسیم و منیزیم مبادله می‌شود. بدین ترتیب یون‌هایی که باعث بروز سختی در آب شده‌اند توسط رزین از آب جدا شده و آب نرم یا فاقد سختی از دستگاه خارج می‌شود. پس از پر شدن ظرفیت دستگاه (بسته به شرایط بین 8 تا 72 ساعت)، سیستم از سیکل خارج می‌شود و با محلول آب و نمک، تحت عملیات شستشوی معکوس و احیای رزین‌ها قرار میگیرد. در این مرحله یون سدیم جایگزین یون‌های سخت شده و رزین‌ها مجدداً برای سختی‌گیری آماده می‌شوند.
مزایا سختی‌گیر
- هزینه سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری کم
- سادگی دستگاه و استفاده آسان
- قابلیت استفاده به صورت اتوماتیک و دستی
- قابلیت استفاده برای ظرفیت‌های بزرگ و کوچک
کاربرد سختی‌گیر در صنایع
از دستگاه سختی گیر در صنایع مختلفی استفاده می‌شود. از جمله صنایع غذایی، نساجی و رنگرزی، چرم‌سازی، شستشو، دستگاه‌های حرارتی و برودتی، ساخت بتن و غیره.