انواع سختی آب
سختی آب را می توان با دو روش طبقه بندی نمود:
سختی کلسیم و منیزیم
سختی کربنات و غیر کربنات
کاتیون کلسیم صرفنظر از نوع نمک های آن که شامل سولفات کلسیم، کلرور کلسیم و سایر نمک های کلسیم می شود سختی کلسیم را تشکیل می دهد. همینطور، کاتیون منیزیم باعث سختی منیزیم می گردد. چون معمولا کلسیم و منیزیم تنها ترکیبات معدنی هستند که باعث سختی آب می شوند بنابراین به طور کلی فرض می گردد که سختی کل معادل سختی کلسیم به علاوه سختی منیزیم است.
بی کربنات کلسیم و بی کربنات منیزیم عوامل اصلی سختی کربنات هستند و کربنات کلسیم و کربنات منیزیم نیز در سختی کربنات آب شرکت می کنند. به استثنا بی کربنات ها و کربنات های کلسیم و منیزیم، سایر نمک های کلسیم و منیزیم، مانند سولفات ها و کلرورهای کلسیم و منیزیم موجب سختی غیر کربناته دخالت نمایند. مجموع سختی کربنات و سختی غیر کربنات، سختی کل آب را تشکیل می دهد. سختی بی کربنات آب ها در اثر حرارت تجزیه و گاز دی اکسید کربن از آب خارج شده و کربنات های کلسیم و منیزیم رسوب می کنند. همین رسوب کربنات های کلسیم و منیزیم است که در جدار وسایل پخت و پز به صورت پوسته در می آید. چون سختی کربنات به وسیله حرارت از آب جدا می شود، از این رو به آن سختی موقت می گویند و برعکس، به سختی غیر کربنات که حرارت در آن اثری ندارد سختی دایم گفته می شود.
مسایل و مشکلات ناشی از مصرف آب های سخت
آب های سخت تشکیل پوسته، معمولا کربنات کلسیم، می دهند که مشکلات متعددی را به وجود می آورد. آب های سخت بر روی سطوح شیشه آلات، دوش ها، شیر آب و دستشویی ها ایجاد پوسته سفید رنگ به نام لکه های آب می کنند. تشکیل رسوب و پوسته بر روی سطح داخل لوله های آب باعث کاهش ظرفیت انتقال جریان آب می گردد. هنگامی که آب های سخت حرارت داده می شوند تشکیل پوسته خیلی سریع تر انجام می گیرد که مشکلاتی را در دیگ های جوش، آب گرم کن ها و لوله های آب گرم به وجود می آورد. یک پوسته به قطر یک میلیمتر بر روی سطوح گرم کننده یک آب گرم کن به صورت عایق حرارت عمل کرده در نتیجه تقریبا ده درصد بر هزینه انرژی می افزاید.
در گذشته اعتراض مردم به مصرف آب های سخت به علت تشکیل رسوب بد نمای صابون در لباسشویی و وان حمام بود. برای رفع این مشکل پاک کننده ها ساخته شدند. پاک کننده ها مواد افزودنی به نام عوامل چنگک دارند که یون های سختی آب را در خود گرفته و مانع ترکیب آنها با صابون و ایجاد رسوب می شوند. اگرچه پاک کننده های جدید، بسیاری از مسایل و مشکلات آب های سخت را برطرف کرده اند ولی بعضی از مصرف کنندگان ممکن است که به جستجوی آب های سبک بپردازند که بسیاری از آنها برای مصارف عمومی بی خطر نیستند.
مسایل و مشکلات ناشی از مصرف آب های سبک
اگرچه در اکثر موارد یک آب نسبتا سبک از آب سخت ارجح تر است ولی دارای معایبی نیز می باشد. آب های خیلی سبک خورنده می باشند که طول عمر لوله های آب و وسایل منزل را کوتاه کرده و ممکن است مواد سمی، مانند سرب و کادمیوم، در آب های خوراکی حل شود. به علاوه اگر فرایند تبادل یون برای سبک کردن آب ها به کار رود، غلظت سدیم آب افزایش یافته که برای بیماران قلبی و فشار خون که از رژیم محدود سدیم استفاده می کنند مضر می باشد.
تصمیم گیری در مورد سبک کردن یک آب کاملا به عهده اجتماع است. به طور کلی، مقررات آب آشامیدنی کسی را ملزم به سبک کردن آب نمی کند زیرا که یک آب سخت منطقه ای در ناحیه دیگر ممکن است کاملا مورد قبول مردم واقع شود. بعضی صنایع، مانند نوشیدنی های بدون الکل و لباسشویی، آب سبک احتیاج دارند. بنابراین تصمیم سبک کردن تمام آب جامعه اقتصادی نیست و هر خانواده یا بخش تولیدی می تواند از وسایل اختصاصی جهت به دست آوردن آب مورد نیاز خود با اختصاصات لازم استفاده نماید.
روش های سبک کردن آب
دو روش خیلی متداول سبک کردن آب ها عبارتند از:
- سبک کردن به کمک آب آهک و خاکستر کربنات سدیم
- سبک کردن با مبادله کننده های یونی
هر روش دارای مزایا و معایبی است. از روش های دیگر نیز مانند الکترودیالیز، تقطیر، انجماد و اسمز معکوس برای سبک کردن آب استفاده می شود که روش های پیچیده و گران قیمتی است و فقط در شرایط خاص به کار می روند.
مقاله الکترولیز در تصفیه آب را در آب کالا بخوانید.