سختی زدایی آب

املاح کلسیم و منیزم محلول در آب اعم از املاح کربناتی و غیر کربناتی باعث سختی آب می شوند لذا باید در سیستم ها سختی زدایی آب به عمل آید. هرچند کاتیون های دیگر مانند آهن و منگنز نیز می توانند موجب سختی آب شوند ولی چون معمولا غلظت آن ها در آب بسیار کم است، اصطلاحا مجموع غلظت املاح کلسیم و منیزم را که برحسب کربنات کلسیم بیان شده باشد، سختی آب می گویند.

آبهای سخت، مصرف صابون و تا حدی مصرف مواد پاک کننده را بالا برده و نیز موجب رسوب گذاری در لوله ها و تاسیسات گرمایش و دیگهای بخار می شوند.

در فرآیند سختی گیری، املاح کلسیم و منیزم محلول در آب کاهش داده می شود. این کاهش یا از طریق جداسازی املاح مذکور از آب و یا به روش جایگزینی یونهای کلسیم و منیزم با یون سدیم صورت می گیرد که به ترتیب فرآیند سختی گیری با آهک یا آهک-کربنات سدیم و فرآیند تبادل کاتیونی نامیده می شوند و در تصفیه آب های مشروب کاربرد دارند. تفاوت اصلی این دو روش، صرفنظر از نحوه کار، در این است که در سختی گیری با آهک و یا آهک-کربنات سدیم، مجموع مواد جامد محلول در آب تقلیل می یابد اما سختی آب را عملا نمی توان بیش از حدی کاهش داد. در حالی که در روش تبادل کاتیونی، مجموع مواد جامد محلول در آب ثابت مانده ولی سختی آب را می توان تا حد صفر کاهش داد.

در سختی گیری ممکن است تمام آب خام را تا حد موردنظر سختی گیری کرده و یا قسمتی از آب را بیشتر از حد موردنظر سختی گیری کرده و با اختلاط آن با آب خام، سختی مطلوب را بدست آورد که روش اخیر تصفیه پله ای نامیده می شود.

نوع فرآیند سختی گیری باید براساس کیفیت مواد معدنی آب خام، مقدار آب مورد تصفیه و کیفیت مورد نظر برای آب تصفیه شده و با درنظر گرفتن شرایط موردنیاز دفع لجن یا پساب نمک، هزینه تصفیه خانه، هزینه مواد شیمیایی و موقعیت تصفیه خانه انتخاب گردد. مناسب بودن فرآیند انتخاب شده باید توجیه گردد.

فرآیند سختی گیری با آهک یا آهک-کربنات سدیم

فرآیند سختی گیری با آهک یا آهک-کربنات سدیم براساس رسوب شیمیایی است. با تزریق مواد شیمیایی مناسب (آهک برای بیکربنات کلسیم و منیزم- کربنات سدیم برای املاح غیر کربناتی کلسیم و منیزم) و اختلاط آنها با آب خام، املاح کلسیم و منیزم محلول در آب بصورت ترکیبات غیرمحلول کربنات کلسیم  هیدروکسید منیزم و به حالت ذرات ریز قابل رسوب در می آیند که جداسازی آن توسط واحدهایی که در روش زلال سازی و صاف سازی مطرح شده امکان پذیر است.

در بسیار موارد، برگشت دادن و اختلاط مقداری از مواد رسوبی حوضچه ته نشینی (لجن) با آب خام ورودی نتیجه بهتری بدست می دهد زیرا هر ذره این لجن خود بعنوان یک هسته باعث تشکیل فلوکهای بیشتری می شود لذا معمولا برای اختلاط لجن حوضچه ته نشینی با آب خام ورودی، پیش بینی هایی می شود. از نتایج ثانویه سختی گیری با آهک و یا آهک-کربنات سدیم، کاهش مواد جامد محلول در آب، کدورت، رنگ، آهن و منگنز و مواد آلی موجود در آب را می توان ذکر نمود.

این نوع سختی گیری شامل واحدهای اختلاط سریع، فلوکولاسیون، ته نشینی، صافی های شنی، ضدعفونی کردن و تثبیت است بعلاوه موارد زیر نیز باید مورد توجه خاص قرار گیرد.

چنانچه کدورت آب طی چند روز متوالی آنچنان زیاد باشد که پیش بینی شود دستگاه های لجن روب قادر به جمع آوری و تخلیه لجن حاصل در حوضچه ته نشینی نباشند، لازم است واحد پیش رسوب گیری نیز ایجاد گردد.