اساس سختی آب:

سختی آب (Hardner) ، اساسا به معنی ظرفیت آن در ترسیب صابون است.

عناصر ایجاد کننده سختی آب :

صابون عمدتا توسط کلسیم و منیزیم قابل ترسیب است، ولی به غیر از آنها فلزات دیگری نظیر آلومینیوم ، آهن ، منگنز ، استرانسیم و روی نیز در ایجاد سختی آب شرکت می‌کنند، این دو عنصر اولی در مقادیر زیادی در آبهای طبیعی وجود دارند، لذا سختی آب بطور عمده بر اساس این دو عنصرسنجیده می‌شود. ولی با وجود این ، اگر مقادیر فلزات دیگر قابل توجه باشد، باید آنها را نیز محسوب داشت.

محاسبه سختی آب:

مقدار سختی آب ، برحسب اکی‌والان کربنات کلسیم آنها محاسبه و بیان می‌شود

تقسیم بندی سختی آب:

سختی آب را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد:

سختی موقت:

سختی موقت (Temporary Hardner) را سختی کربناتی (Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، مولود بی‌کربنات کلسیم و منیزیم است که عمدتا به کمک حرارت و یا ازدیاد PH کاهش می‌یابد.

سختی دائم:

سختی دائم (Permanent Hardner) را سختی غیرکربناتی (Non Carbonate Hardner) نیز می‌نامند. این سختی ، با حرارت دادن قابل حذف نیست.

طبقه بندی آب از لحاظ سختی :

طبقه بندی آب ها از لحاظ سختی بشرح ذیل است :

آب های سبک 150-0 میلی گرم در لیتر

آب های با سختی متوسط 300-150 میلی گرم در لیتر

آب های سخت 400-300 میلی گرم در لیتر

آب های خیلی سخت بیشتر از 400 میلی گرم در لیتر

اهمیت سختی آب:

مقدار سختی آب ، علاوه بر اینکه در آبهای صنعتی خیلی حائز اهمیت است، از نظر بهداشت عمومی هم اهمیت خاصی دارد.
آب های سخت در درجه حرارت بالا مشکلاتی را به همراه دارد از جمله در جداره کتری و دیگ های بخار رسوبات کربنات کلسیم ایجاد میکند.
جالب اینجاست مصرف آب های سخت تر بعلت وجود منیزیم و کلسیم مرگ های ناگهانی ناشی از امراض قلبی و عروقی را به شدت کاهش میدهد،
از طرفی کلسیم و منیزیم در آبهای آشامیدنی سخت ،مانع جذب فلزات سنگین نظیر سرب، کادمیوم، روی ،مس و رسوب آنها در استخوانها می شود.کلسیم که یکی از عوامل سختی آب است، در رشد استخوان و حفظ تعادل بدن دخالت داشته، ولی به همان اندازه ، سولفات کلسیم به علت کمی قابلیت هضم ، ناراحتیهایی در دستگاه هاضمه بوجود می‌آورد.
گاهی توصیه می‌شود که جهت تامین بهداشت و سلامت مصرف کنندگان ، آهک به آب آشامیدنی افزوده شود.
بعضی دانشمندان معتقدند، بهتر است کلسیم و منیزیم لازم بدن توسط غذا تامین شود و حتی‌الامکان از آبهای سبک برای شرب استفاده شود.
باید توجه داشت که بدن نسبت به سنگینی موجود در آب مورد مصرف خود حساسیت دارد، چنانچه این نوشیدنی تغییر یابد، ممکن است در دستگاه گوارش ایجاد اخلال نماید و این موضوع را به اصطلاح آب به آب شدن می‌گویند
البته شایان ذکر است استاندارد بین المللی آب ایران حد نرمال آب شرب را با سختی 150 میلی گرم در لیتر و حداکثر مجاز جهت شرب سختی 500 میلی گرم در لیتر را مورد تایید قرار داده است. و در مناطق بعضی استانها بین سختی 280 میلی گرم در لیتر و متاسفانه تا 600 میلی گرم در لیتر هم مورد استفاده قرار می گیرد.

.
املاح محلول در آب و اثرات آنها:


املاح شامل :املاح موثر در تولید سختی و املاح غیر تاثیر گزار در سختی که در تولید سختی موثر نیستند و در واقع تاثیر قلائیت در سختی آب دارند که اگر قلیائیت کل آب ، مساوی یا بیشتر از سختی کل باشد، تمام سختی آب به صورت سختی کربناتی خواهد بود. در صورتی که قلیائیت کل ، کمتر از سختی باشد، سختی کربناتی آب معادل قلیائیت بوده و سختی دائم ، اختلاف بین سختی کل و قلیائیت است.



واحد های بکار رفته در سختی آب:

در صورتی که مقادیر کاتیونهای مختلف برحسب میلی گرم بر لیتر (ppm) در دست باشد، معمولا جهت سهولت ، به کمک فاکتورهایی که از تقسیم وزن مولکولی کربنات کلسیم به وزن اتمی هر یک از عناصر بدست آمده ، کلیه این مقادیر برحسب کربنات کلسیم محاسبه و بیان می‌گردد. سختی آب ، معمولا بر حسب ppm یعنی mg/lit بیان می‌شود. علاوه بر این ، واحدهای آلمانی ، انگلیسی ، فرانسوی ، آمریکایی را نیز در بیان آن بکار می‌برند؛

هر یک از درجات فوق به ترتیب برابر 17.9 و 14.3 و 10 و 17.2 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است

مشكلاتي كه آب سخت ايجاد مي كند :

ایجاد رسوب در دیگهای بخار و برجهای خنک کننده و همچنین چیلر و سایر سیستمهای حرارتی.

- وجود سختي در آب عامل عدم ايجاد كف مواد شوينده در مصارف شستشو بطوريكه شستشو با آب سخت باعث مصرف 2 برابر مواد شوينده مي شود.

- در صنايع توليدي رنگرزي باعث افت كيفيت رنگ مي شود. در مصارف شرب باعث سوء هاضمه و بروز بيماريهاي كليوي ، عفونتهاي داخلي خواهد بود.



.روش های قابل حل معضلات:


ما روشهاي مختلفي را جهت از بين بردن ميزان سختي آب انجام ميدهيم.


متداولترين روش جهت حذف يونهاي كلسيم و منيزيم روش تعويض يوني توسط رزين هاي كاتيوني مي باشد


رزين هاي كاتيوني با غلظت سديمي خود يونهاي كلسيم و منيزيم را با يون سديم خود تعويض نموده و عمل سختگيري انجام مي پذيرد.