سختي آب چيست؟
What is Water Hardness?
آب موجود در منابع طبيعي يا آب تصفيه شده معمولا با مواد معدني و نمكها همراه بوده و به طور كامل خالص نمي باشد. سختي آب Water Hardness كه معمولا، قابليت آب در فعل و انفعال با صابون را تداعي ميكند، به مجموعه املاح كلسيم و منيزيم موجود در آب كه بر حسب ميلي گرم در ليتر كربنات كلسيم بيان مي شود اطلاق مي گردد. سختي آب Water Hardness شاخص كليه عناصر تشكل دهنده املاح محلول در آب نبوده و فقط به برخي از آنيون ها و كاتيون هاي آب ارتباط دارد، سختي آب Water Hardness در درجه اول تركيبات كلسيم و منيزيم و به ميزان كمتري به ساير يون هاي فلزي با ظرفيت بالا مانند سرب، استرنسيم، باريم و غيره مربوط است كه مي تواند سبب ايجاد سنگ كليه، از دست دادن طعم و مزه نوشيدني ها و نيز جلوگيري از عملكرد مناسب مواد شوينده شود. به علاوه، آب سخت Water Hardness مي تواند به جداره ديگهاي بخار آسيب زده، باعث خوردگي و ايجاد قشر آهكي بر روي جداره ديگ‌ها و تأسيسات مرتبط مي‌شود. همچنين مواد معدني موجود در آبها علاوه بر ايجاد خوردگي، موجب رشد باكتريها مي شوند كه اين امر مسائل و عواقب نابهنجار اقتصادي به دنبال دارد. وجود عناصري مانند آهن و آلومينيوم در آب نيز اثرات خورندگي را افزايش مي دهد. سختي آب Water Hardness مي تواند توسط روي كه از لوله هاي گالوانيزه جديد نشأت مي گيرد به تدريج زياد شود. بنابراين هر چه آب مصرفي خالص تر باشد كارايي بيشتري داشته و مشكلات خوردگي در مدت زمان طولاني تري ايجاد مي شود. از اين رو در فرمولاسيون بيشتر سيالات نياز به حضور مواد بازدارنده خوردگي است.

 

در ابتدا سختي آب توسط اندازه گيري كه در مورد ظرفيت آب در ترسيب صابون انجام شد شناخته شد به عبارتي سختي آب همان ظرفيت آب در ترسيب صابون است .
صابون بوسيله فلزهاي دو ظرفيتي به بالا به ويژه توسط Ca2+ Mg2+, رسوب مي كند اما بايد توجه داشت كه فلزهاي چند ظرفيتي ديگر (يون فلز دو ظرفيتي به بالا ) اغلب در فرم هاي كمپلكس با تركيبات آبي ميباشد اما نقش آنها ممكن است خيلي كم و ناچيز باشد . در مطابقت با آزمايش هاي انجام شده رايج , سختي كل تعريف ميشود بر اساس مقدار كلسيم و منيزيم كه هر دو بر مبناي ميلي گرم بر ليتر كربنات كلسيم بين ميشود ( mg /lit as CaCO3 ) .
وقتي سختي از جهت مقدار , از قليائيت كربنات و بي كربنات بزرگتر است مقدار سختي (بر حسب eq) كه برابر قليائيت كل ميباشد ” سختي كربناتي ” است و مقدار باقي مانده را اضافه سختي يا سختي غير كربناتي ناميده ميشود .
وقتي سختي از حيث مقدار كمتر يا مساوي است با مقدار قليائيت كربناتي و بي كربناتي , همه سختي , سختي كربناتي ميشود و سختي غير كربناتي محو ميشود .
سختي ممكن است از صفر تا صدها ميلي گرم در ليتر باشد , كه اين امر وابسته است به منبع و حوضچه اي كه آب از آن انتخاب شده است .

 

برخي اثرات زيان بخش ناخالصي هاي آب در صنعت:
– توليد رسوب در دستگاه هاي حرارتي و ديگهاي بخار. پ
– توليد بخار با كيفيت پايين.
– خوردگي بويلرها و ديگر سيستم هاي حرارتي و لوله ها.
– اتلاف مواد شيميايي مانند صابون.
– باقي گذاردن لكه روي محصولات غذايي و نساجي.

 

انواع سختي آب Water Hardness Types :
• سختي كل: مجموع غلظت يون كلسيم و منيزيم.
• سختي كربناتي يا موقت: سختي برابر يا كمتر از قلياييت كل.
• سختي غير كربناتي يا دائم: سختي بيش از سختي كربناتي كه برابر با اختلاف سختي كل و قلياييت كل است.
• سختي كلسيمي: قسمتي از سختي كل كه ناشي از وجود يون كلسيم است.
• سختي منيزيمي: قسمتي از سختي كل كه ناشي از وجود يون منيزيم است.

 

سختي گير رزيني چيست؟
What Is Ion Exchange Water Softener?

سختي گير آب، نرم كننده آب با تبادل يوني Ion Exchange Water Softener مواد معدني سختي (كلسيم و منيزيم) محلول در آب را با سديم مبادله مي كند. اين مواد معدني روي دانه هاي رزين سختي گير مبادله مي شوند و در مرحله احيا رزين ها از سطح آنها جدا مي شوند.
سختي گيري براي جدا كردن دو عنصر كلسيم و منيزيم بكار ميرود. اگر اين دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقي در ديگ بخار مي افتد كه در كتري رخ مي دهد. در واقع رسوبات، سطح بين لوله هاي آتش خوار با آب را كاهش مي دهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي كند.
اين بخش از دو مخزن تشكيل مي شود، مخزن اول شامل بافت رزين سه ‌بعدي بوده كه با منيزيم تركيب شده RMg بوجود مي آورد در نتيجه سختي آب از بين مي رود ولي نمي توان آن را به فاضلاب هدايت كرد. چون رزين از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احيا استفاده مي شود. در اين مخزن آب‌ نمك وجود دارد. واكنشهاي به صورت زير انجام مي شود. (واكنش زير، با تركيب رزين و منيزيم انجام مي گيرد).
واكنش اول : MgSo4 + R —> RMg + So4
واكنش دوم : NaCl + RMg + So4 —> RNa + MgCl2
اكنون آب وارد مخزن نمك شده، و RNa مجددا با سولفات منيزيم تر كيب شده و توليد RMg مي نمايد. كه با انجام چرخه‌ايي اين واكنش ‌ها، رزين مجددا احيا شده و از چرخه احيا خارج مي شود.
اكنون سختي آب گرفته شده. ولي براي وارد شدن به داخل ديگ باز مشكلاتي وجود دارد.
لازم به ذكر است همان گونه كه بيان شد، دستگاه سختي گير تنها قادر به جداسازي دو عنصر مضر كلسيم و منيزم است. جهت جداسازي ديگر عنصرها از آب ديگ بخار و تاسيسات، تدابير ديگري بايد در نظر گرفت.(جهت دريافت اطلاعات در اين خصوص با بخارپويان تماس حاصل فرماييد)
لازم به يادآوري مي باشد، در زمان توليد در كارخانه و كاركرد مداوم ديگ بخار، ممكن است بيش از ظرفيت سختي گير آب مصرفي از آنها عبور كند، كه مسلما تمامي املاح كلسيم و فسفر به قطع فيلتر و جداسازي نمي شود. در اين صورت تدبير ثمر بخش موادي است كه املاح منيزم و كلسيمي كه فيلتر نمي شوند را، در آب جوش به هنگام كار دائم ديگ بخار به صورت غير قابل رسوب در مي آورد، و مانع چسبيدن آنها به سطح فلز مخزن آب، روي لوله ها و كوره مي شود. كه با قيمت بسيار ارزاني در دسترس مي باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفي ديگ بخار و درين هاي (زيرآب زني) مرتب طبق آزمايش هاي لازم آب ورودي ديگ، اين املاح معلق و نچسب به هرز آب فرستاده مي شود.

انواع سختي گير آب:
Types of Water Softeners
1- جوشاندن آب جهت حذف سختي موقت آب
2- سختي گيري آب با اهك و سودا
3- سختي گيري توسط سختي گير رزيني Ion Exchange Resin
براي برطرف كردن سختي موقت آب، با جوشاندن آن كربنات‌ هاي هيدروژن محلول، به كلسيم نامحلول تبديل شده و تشكيل رسوب مي‌دهند. اين رسوب در مناطق داراي آب سخت، درون ديگ ها ديده‌ مي‌شود. سختي دايمي آب را مي‌توان با كمك نرم‌ كننده‌هاي تبادل كننده يون، مانند پرموتيت برطرف كرد. آبي كه در طبيعت وجود دارد تقريباً هميشه ناخالص مي‌باشد. زيرا اغلب داراي گچ، آهك، نمك طعام، تركيبات منيزيم، آهن، اكسيژن و ازت، انيدريد كربنيك، تركيبات آلي و غيره است، مقدار اين ناخالصي ها در آبهاي مناطق مختلف متفاوت است.
يكي از اجسام گيرنده سختي آب تري ناتريم فسفات Na3PO مي‌باشد، كه با اسم آلبرت ‌تري بكار مي‌رود. يون كلسيم موجود در آب بر اثر ناتريم فسفات تبديل به تري كلسيم فسفات PO42Ca3 مي‌گردد و رسوب مي‌نمايد.
بر اثر پختن بي‌كربنات، كلسيم آب تبديل به كربنات مي‌شود و رسوب مي‌نمايد، (Ca3H2Ca → CO3Ca + CO2 + H2O) و بي كربنات كلسيم آب، بر اثر كربنات سديم، گچ و بي‌كربنات كلسيم، به كربنات كلسيم تبديل مي‌شود و رسوب مي‌گردد:
Ca3H2Ca + CO3Na2 → CO3Ca + 2CO3HNa
SO4Ca + CO3Na2 → CO3Ca + SO4Na2
اخيرا به مقدار زياد از رزين ها كه قادرند تعويض يون كنند، براي رفع سختي آب استفاده مي‌كنند. رزين لواتيت در آلمان و آمبرليت و دووكس در آمريكا استعمال مي‌گردد.
-آلومينات سديم
اين ماده از تركيب اكسيد آلومينيوم و سود سوزآور بوجود ميآيد و معمولا بهمراه آلوم بكار برده مي‌شود تا در مواقعي كه آلوم ثمربخش نيست اثر بهتري بگذارد. امتياز استفاده از آلومينات سديم در اين است كه معمولا احتياج به ماده قليايي ديگري براي ايجاد قلياييت در آب ندارد. همچنين گازكربنيك نيز توليد نشده كه در نتيجه از خاصيت خورندگي آب مي كاهد. آلومينات سديم به همراه آلوم و اسيد سولفوريك براي تصفيه آبهايي كه با كدورت و رنگ زياد بسيار موثر است. همچنين در انعقاد ذرات تشكيل شده در عمليات مربوط به سختي گيري از طريق لايم و سودا مفيد مي باشد. آلومينات سديم را بصورت پودر و يا بصورت مايع ميتوان تهيه نمود و اگرچه در مقايسه با ساير منعقد كننده‌ها گران تر مي باشد ولي در غلظت هاي پايين تري مصرف مي شود و در نتيجه ميتواند مقرون بصرفه باشد. 50- 5 گرم در متر مكعب اكسيد آلومينيوم تجاري براي بوجود آوردن آلومينات سديم مصرف مي شود.
در سختي موقت آب با افزودن يك قليا، همچون (آهك يا سود) بي كربنات تبديل به كربنات، و در نتيجه يون كربنات لازم براي راسب كردن يون هاي كلسيم توليد مي شود. بنابرين سختي موقت را مي توان با آهك حذف كرد.
لازم به ذكر است كه واكنش هاي آهك زني بصورت صد درصد كامل نيستند و از اين رو هميشه پس از آهك زني هنوز مقداري از سختي باقي مي ماند.

 

معرفي واحد آهك زني:
Lime Softening
• يك واحد آهك زني Lime Softening شامل اختلاط شديد، انعقاد و لخته سازي، ته نشيني و فيلتراسيون مي باشد و اگر براي تثبيت آب از گاز دي اكسيد كربن استفاده شود به حوضچه ته نشيني دوم هم نياز است.
• اگر براي تثبيت آب به جاي دي اكسيد كربن از اسيد استفاده شود، هرچند كه به حوضچه ته نشيني دوم احتياج نيست وليكن باعث افزايش غلظت سولفات يا كلرايد آب مي شود.
• آهك اضافي خود نقش منعقد كننده را بازي مي كند هرچند كه استفاده از منعقد كننده هاي مثل سولفات يا كلرايد فريك و يا آلومينات سديم در عملكرد فيلترها و نيز در كاهش كدورت آب سبك شده تاثير بسيار مثبتي دارد.
• اگر مقدار گاز دي اكسيد كربن آب بيش از 10 ميلي گرم بر ليتر باشد در آن صورت ممكن است براي كاهش مصرف آهك، از فرآيند هوادهي استفاده شود.

شرايط حوضچه آهك زني Lime Softening
در شرايط حوضچه آهك زني Lime Softening در pH حدود 10.5-9.5 منيزيم به صورت هيدرو كسيد منيزيم رسوب مي كند. اين رسوب داراي بار الكتريكي مثبت است اما كلسيم به صورت كربنات كلسيمCaCO3 رسوب مي كند كه داراي بار الكتريكي منفي است.
سيليكا در حوضچه آهك زني به صورت ذرات كلوييدي باردار قوي با بار منفي حضور دارد. مي توان آلومينات سديم را به عنوان كمپلكس قوي آنيوني به حوضچه اضافه كرد تا منيزيم و كلسيم همزمان رسوب كرده و سيليكا هم جذب سطحي هيدروكسيد منيزيم شود.
به همين خاطر است كه اگر به حوضچه آهك زني ، علاوه بر آهك، آلومينات سديم نيز اضافه شود، در آب تصفيه شده مقدار منيزيم باقيمانده كمتر خواهد بود.
نكته: در محاسبه مقدار آهك و سوداي مورد نياز، احتياج به داشتن آناليز آب پيش از ورود به مرحله آهك زني است و اگر قبلا براي حذف مواد آلي، از كلر و يا براي افزايش سرعت ته نشيني از مواد منعقد كننده استفاده كرده ايم لازم است كه تاثير اين مواد را در آناليز آب در نظر بگيريم.

 

محاسبه مقدار آهك لازم:
روشهاي مختلفي براي محاسبه آهك لازم پيشنهاد شده است كه در منطقي ترين روش مقدار آهك را مي توان با استفاده از موارد زير تخمين زد.(تمام مقادير بر حسب معادل كربنات است) :
1. CO2 دي اكسيد كربن آزاد
2. بي كربناتي كه به كربنات تبديل مي شود و اگر آهك زني كامل باشد همه بي كربنات به كربنات تبديل مي شود.
3. هيدروكسيد اضافي مورد نظر در آب خروجي از سيستم
4. سختي منيزيم كه مي خواهيم حذف كنيم
نكته: اگر pH در حوضچه آهك زني به حدود 10.5 افزايش يابد نه فقط باعث حذف سختي منيزيم مي شود بلكه با تشكيل Mg(OH)2 عملا ماده منعقد كننده به آب اضافه مي شود چون هيدروكسيد منيزيم به خوبي نقش يك منعقد كننده را بازي مي كند.
از اين رو مي توان حتي در مقدار ماده منعقد كننده مصرفي هم صرفه جويي كرد و به علاوه در مورد مصرف سيليكا هم موثر است. در صورتي كه PH كمتر از 10 باشد، احتياج به ماده منعقد كننده اي مثل آلوم و غيره خواهد بود تا ته نشيني ذرات معلق كامل شود.
هرچند امروزه با توسعه روشهاي ديگر كاهش سختي، آهك زني با هدف فقط كاهش سختي جذابيت خود را از دست داده است ولي بايد توجه داشت كه كه فوايد آن هنوز قابل توجه است از جمله :
1. كاهش فلزات سنگين و تركيبات فلزي و نيز تركيبات آلي
2. كاهش موثر باكتري ها، ويروس ها و جلبك ها
3. كاهش همزمان آهن و منگنز، سرب و كروم و نيز سيليكا
و در پايان لازم به ذكر است كه اگر در تصفيه خانه هاي آب آشاميدني از آهك زني براي كاهش سختي آب استفاده مي كنند بايد توجه داشته باشند كه كلر زني حتما پس از كاهش PH آب به زير 8.7 انجام شود چون قدرت باكتري كشي كلر در PH هاي بالا كاهش مي يابد.

دستگاه سختي گير رزيني آب:
Resin Ion Exchange Water softener

 مبادله كننده يوني(رزين ها)Ion Exchange Resin: رزين‌هاي تعويض يوني ذرات جامدي هستند كه مي توانند يونهاي نامطلوب در محلول را با همان ميزان از يونهاي مطلوب مشابه جايگزين نمايد. رزينهاي مصنوعي از نوع سيليكات آلومينيوم مي باشند.
 و به رزينهاي معدني زئوليت گويند كه در طبيعت بصورت سنگهايي يافت مي شود. اين مواد, يونهاي سختي آور آب (كلسيم و منيزيم) را حذف كرده و به جاي آن يون سديم آزاد مي كنند و از اين رو به زئوليتهاي سديمي مشهورند.

 

آشنايي با عملكرد سيستمهاي سختي گير رزيني:
Resin Ion Exchange Water softener application
از جمله روشهاي معمول در حذف سختي آب، استفاده از سيستمهاي سختي گير رزيني (تبادل يوني) در حذف املاح مولد سختي از آب مي باشد. در اين سيستمها، آب سخت با عبور از ميان بستر رزين درون ستونهاي سختي گير، املاح كلسيم و منزيم خود را با كاتيون تك ظرفيتي سديم موجود مبادله نموده و آب نرم از سيستم خارج مي شود. مكانيسم كلي اين واكنش بصورت زير مي باشد (در اين واكنش R نمايانگر رزين مي باشد).
Ca (OH)2 + Na2R  CaR + 2 NaHCO3
بر اين اساس، با عبور آب از بستر رزين، سديم از سطح رزين جدا گشته و به فاز محلول وارد مي شود، در حالي كه كلسيم از فاز محلول جدا و وارد فاز تبادل مي شود. در طي اين مكانيسم، به ازاي هر كاتيون دو ظرفيتي مولد سختي، دو اتم سديم وارد آب مي شود. سختي زدايي به روش تبادل يوني از راندمان عملكردي بسيار بالايي برخوردار مي باشد. با اين وجود غلظت يون سديم پس از مدت زمان مشخصي در سطح رزين كاسته شده و بدين ترتيب كارايي رزين كاهش مي يابد. اين حالت كه مرسوم به نقطه شكست يا نقطه پاياني است، احيا رزين را با محلول كلريد سديم 10 % ايجاب مي نمايد تا يون سديم حاصل از يونيزاسيون NaCl با يون كلسيم يا منيزيم جذب شده در سطح رزين تعويض شود. مكانيسم كلي اين مرحله بصورت:
CaR + 2NaCl  Na2R + CaCl2

 

سيكل عملكردي واحد سختي گير رزيني

بطور كلي سيكل عملكردي سيستمهاي رزيني شامل 5 مرحله:
– سيكل نرم سازي آب
– سيكل شستشوي معكوس
– سيكل احيا سيستم
– سيكل شستشوي آرام
– سيكل شستشوي سريع

 

 

– سيكل عمكردي (Service) : ورود آب خام و انجام عمليات سختي گيري
– سيكل شستشوي معكوس (Backwash) : در اين سيكل جهت جريان عكس حالت قبل بوده و ذرات به دام افتاده بر روي بستر رزين از جمله ذرات سيلت، رسوبات، ذرات آهن و … از سطح رزين شسته مي شوند. سيكل Backwash در يك سختي گير معمول، نيازمند سرعت جريان در حدود (3 گالن در دقيقه / 13 ليتر در دقيقه) مي باشد.
– سيكل احيا سيستم (Regeneration) : در اين مرحله، محلول نمك به آرامي از روي بستر رزين عبور داده مي شود تا رزين تا جاي ممكن سديم را از محلول جذب و ظرفيت تبادل خود را بازيابد.
– شستشوي آرام (Slow Rines) : در اين مرحله، با شستشوي آرام بستر رزين، آب نمك مازاد از رزين شسته شده و خارج مي شود.
– شستشوي سريع (Fast Rines) : در مرحله نهايي رزين ها تحت شستشوي سريع قرار مي گيرند.

شماتيك كلي ستون سختي گير رزيني

 

نكات موثر در طراحي و عملكرد سيستمهاي سختي گير رزيني:
ظرفيت و بازدهي سختي گيرهاي رزيني تحت تأثير عواملي چون نوع و ميزان رزين مورد استفاده، ميزان مواد مورد استفاده در احياء سيستم، غلظت محلول آب نمك، سختي آب ورودي به سيستم، دماي آب و زمان احياء سيستم مي باشد.
از ديگر پارامترهاي موثر در طراحي و عملكرد بهينه واحدهاي سختي گير رزيني توجه به كيفيت آب خام ورودي به سيستم مي باشد. به عنوان مثال، چنانچه غلظت يون سديم در آب خام ورودي بالا باشد، مانع از جذب و تعويض موثر يونهاي كلسيم و منزيم شده و سيستم تنها قادر به جدب ميزان پاييني از عوامل مولد سختي خواهد بود. حضور يونهاي سولفات و كلرايد در آب نيز مي تواند سبب تشكيل تركيبات كلريد سديم و سولفات سديم گردد كه از پتانسيل زنگ زدگي يا خوردگي ماشين آلات و قطعات برخوردار مي باشد. در اين گونه موارد توصيه فني بر استفاده از ساير روشهاي جايگزين همچون سيستمهاي اسمز معكوس در حذف عوامل سختي
مي باشد. به علاوه وجود تركيبات كلر آزاد، آهن، منگنز، مس، فلزات سنگين و نيز مواد معلق در آب ورودي سيستم مي تواند سبب فرسايش و تخريب زود هنگام رزينها، كاهش آبدهي سيستم و تقليل بازدهي سيستم گردد. بر اين اساس ضروري است تا پيش از طراحي سيستم، با توجه به كميت و كيفيت آب خام ورودي به سيستمها، پيش تصفيه مناسب جهت حذف ذرات معلق و عناصر مذكور اتخاذ گردد.

دستگاه سختي گير Resin Ion Exchange Water softener System

 براي سختي زدايي معمولاً از دستگاه هاي سختي گيرWater Softener استفاده مي شود.
 دستگاه شامل يك استوانه فلزي است، كه در داخل آن مواد موثر در سختي زداييWater Softening (رزين هاي تبادل يوني) قرار گرفته است. رزينهاي مزبور، كلسيم و منيزيم را با سديم تعويض كرده و آب سخت را به آب نرم تبديل مي كنند. رزينهاي دستگاه سختي گير پس از مدت زمان معين اشباع مي شوند و كارايي خود را از دست مي دهند. اگر رزين با محلول كلرو سديم 10% شستشو شود، خاصيت سختي گيري خود را باز مي يابد.
 غلظتهاي كمتر و يا بيشتر نمك اثر كمتري دارند. استفاده از آبهاي گل آلود و داراي مواد معلق، و همچنين آبهايي كه داراي املاح آهن، منگنز، مس و ديگر فلزات سنگين مي باشند، رزينها را فرسوده و آبدهي دستگاه سختگير را كم مي كنند. توصيه مي شود

 

سختي گيرهاي الكترونيكي:
آب مهمترين سيال در حرارت و برودت است كه وظيفه انتقال گرما در مبدلهاي حرارتي را به عهده دارد . در برجهاي خنك كن ، بويلرها و چيلرها از آب به عنوان مايع مبدل استفاده مي شود بطوريكه گردش آب موجب تبادل حرارتي ميگردد . معمولا آب استفاده شده در كاربردهاي حرارتي و برودتي از نوع آب سخت است ، آبهاي سخت تشكيل پوسته كربنات كلسيم مي دهند كه مشكلات متعددي را بوجود مي آورد . اين پوسته به شكل رسوب بر روي سطوح داخلي لوله هاي حامل آب باعث كاهش ظرفيت انتقال جريان آب و انتقال جريان حرارت مي شود.

 

آب مهمترين سيال در حرارت و برودت است كه وظيفه انتقال گرما در مبدلهاي حرارتي را به عهده دارد . در برجهاي خنك كن ، بويلرها و چيلرها از آب به عنوان مايع مبدل استفاده مي شود بطوريكه گردش آب موجب تبادل حرارتي ميگردد . معمولا آب استفاده شده در كاربردهاي حرارتي و برودتي از نوع آب سخت است ، آبهاي سخت تشكيل پوسته كربنات كلسيم مي دهند كه مشكلات متعددي را بوجود مي آورد . اين پوسته به شكل رسوب بر روي سطوح داخلي لوله هاي حامل آب باعث كاهش ظرفيت انتقال جريان آب و انتقال جريان حرارت مي شود.
هنگامي كه آبهاي سخت حرارت داده ميشوند تشكيل پوسته خيلي سريعتر انجام مي گيرد كه مشكلات زيادي را در بويلرها و آبگرمكن ها به وجود مي آورند يك پوسته به قطر يك ميليمتر بر روي سطوح گرم كننده يك آب گرم كن بصورت عايق حرارتي عمل كرده و در نتيجه تقريباً %10 افزايش هزينه به وجود خواهد آمد.
تشكيل رسوب در جدارها و ديوارها باعث آسيبهاي فراواني به تأسيسات حرارتي و برودتي ميشود كه مهمترين آنها كاهش بازدهي مبدلها و در نتيجه افزايش انرژي راهبردي است .آناليز شيميايي رسوب نشان ميدهد كه تركيب اصلي تشكيل دهنده كربنات كلسيم ، سولفات كلسيم ، سولفات باريم ، سيليكا و آهن است كه در صد فراواني كربنات كلسيم بيشتر از تركيبات ديگر مي باشد. مقاومت حرارتي كربنات كلسيم بسيار زياد بوده و در صورت تشكيل رسوب همان طور كه اشاره كرديم در ديواره ها نقش يك عايق را بازي ميكند كه اين امر نقش بسزايي را در كاهش بازدهي مبدلهاي حرارتي دارد. اگر بتوان از تشكيل كربنات كلسيم در جداره مبدلهاي حرارتي جلوگيري كرد روند كاهش بازدهي با گذشت زمان متوقف ميشود . معمولاً كاتيونهاي كلسيم و منيزيم در آب عامل رسوب هستند كاتيون كلسيم صرفنظر از نمك هاي آن كه شامل سولفات كلسيم ، كلروكلسيم و ساير نمكهاي كلسيم مي شود سختي كلسيم را تشكيل ميدهند .همانطور كاتيون منيزيم باعث سختي منيزيم مي گردد و چون عامل اصلي سختي آب تركيبات معدني اين دو عنصر است لذا بطور كامل فرض مي گردد كه سختي كل آب از سبك كردن به كمك آب آهك و خاكستر كربنات سديم و سبك كردن با استفاده از مبادله كننده هاي يوني به وجود مي آيد. به رسوب و عوامل ايجاد آن در ادامه به صورت كامل پرداخته مي شود. تا كنون روشهاي مختلفي براي مقابله با اين مسئله پيشنهاد شده است در روشهاي معمول از مواد افزودني شيميايي استفاده مي شود كه علاوه بر پايين بودن بازدهي مشكلات زيست محيطي نيز ايجاد مي گردد. روشهاي بهتر ديگري مانند الكترو دياليز ، تقطير ، انجماد و اسمز معكوس وجود دارد كه به علت پيچيدگي وگران بودن فقط در شرايط خاص بكار برده ميشوند.
در حال حاضر سختي گيري و رسوب زدايي الكترونيكي به عنوان يك روش غير شيميايي و بدون نياز به مواد شيميايي افزودني به آب و سازگار با محيط زيست با خواص بسيار مفيد ديگر براي صنايع مختلف همواره به عنوان جايگزين مناسبي براي روش هاي پيشين مطرح است. سختي گيري، پالايش الكترونيكي آب است علي رغم كيفيت كاركردي مناسب و مزاياي فراوان به علت ضعف در تحليل عملكرد از ديدگاه تئوري هاي فيزيكي و شيميايي نفوذ آن در بازارهاي تجاري چشمگير نبوده است .اما در چند سال گذشته با تحقيقات وسيعي كه در سطوح دانشگاهي و مراكز تحقيقاتي انجام شده است روشهاي الكترومغناطيسي جايگزين مواد مغناطيسي گذشته شده است . همچنين تئوريهاي قابل قبولي نيز ارائه شده كه اين امر چشم انداز بسيار مناسبي براي اين تكنولوژي سودمند ترسيم نموده است.

 

انواع دستگاه سختي گير رزيني:
Resin Ion Exchange Water softener System all types

استانداردهاي آب ورودي به دستگاه سختي گير رزيني تبادل يون رزيني
با توجه به اينكه رزينها داراي محدوديت هايي از نظر ميزان آلاينده هاي ورودي مي باشند، لذا آب ورودي به سيستم بايد داراي خصوصيات به شرح ذيل باشد، لازم به ذكر است درصورت عدم تطابق آب خام ورودي به سيستم سختي گير با شرايط ذيل كاركرد سيستم با مشكل مواجه خواهد شد و بايد سيستم پيش تصفيه مناسب در نظر گرفته شود.

 

مزايا و معايب سيستم هاي سختي گير رزيني:
● محاسن سيستم هاي سختي گير رزيني Ion Exchange Water softener ساخت شركت مهندسي ليان تدبير
• قابليت كاركرد سيستم بصورت پيوسته و مداوم ( Continues ) 24ساعت در شبانه روز
• قابليت دريافت ورودي با ميزان سختي بالا
• ميزان بازدهي بالا در كل سيستم
• نرخ بالاي بازيافت آبهاي آلوده تا 98% منابع ورودي بر اساس ميزلن املاح وناخالصي هاي موجود
• مصرف انرژي پايين
• نياز به حداقل شستشو
• جلوگيري از عبور سليكا تا 90%
• سادگي فرآيند تنها فاكتور پيچيده, كنترل آب ورودي به سيستم جهت به حداقل رساندن احتياجات مداوم جهت پاكسازي رزين ها مي باشد.
• ظرفيتهاي توليد متعدد
• پايين بودن هزينه نگهداري سيستم
• عدم بكار گرفتن مواد زيان بخش براي انسان در اين سيستم
• مصرف پايين انرژي در سيستم
• استفاده از حداقل مواد شيميايي در سيستم سختي گير رزيني
• عدم تحميل هر گونه آثار منفي به محيط زيست
• پايين بودن هزينه نصب و راه اندازي سيستم
• توليد خالص ترين آب كه آب توليدي توسط اين سيستم مورد تاييد NASA قرار گرفته وكاملا با استانداردهاي جهاني مطابقت دارد.

 

دستگاه سختي گير تمام اتوماتيك:

Automatic Resin Ion Exchange Water softener System

دستگاه سختي گير آب Water Softener System
سختي گير آب Water Softener به سيستم متشكل از يك مخزن تحت فشار فلزي يا كامپوزيتي، نازل هاي آب پخش كن، سيستم شير چند راهه ، رزين تبادل يوني، و تجهيزات بكواش اطلاق مي گردد كه وظيفه آن نوعي تبادل يوني بين املاح هاي موجود در آب و رزين هاي موجود در مخزن جهت كاهش رسوبات و حذف سختي آب خام مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

سختي گيرهاي رزيني در مسيري از آب ورودي اصلي تاسيسات قرار مي گيرد كه هم بطور مستقيم و هم بصورت ذخيره اي قابليت تصفيه آب را دارا مي باشد.
سختي گير آب يك دستگاه ايمن، كم هزينه و كارآمد در تصفيه آب تاسيساتي صنايع و موتورخانه هاي ساختمان شمرده مي شود.

طرز كار دستگاه سختي گير رزيني Water Softener System
اين دسته از سختي گيرها بر مبناي تبادل يون Ion Exchange آب را نرم مي كنند. يون هاي سختي همچون منيزيم و كلسيم كه در آب وجود دارند، از محفظه تحت فشار سختي گيرعبور مي كنند. دراين مرحله رزين يون سديم خود را با منيزيم و كلسيم مبادله نموده و منجر به نرم شدن آب ورودي به دستگاه مي شود.
پس از مدت معيني بين ۸ تا ۷۲ ساعت، رزين از يون هاي سخت انباشته مي شود و ديگر قادر نخواهد بود عمل سختي گيري را به خوبي انجام دهد كه به آن مرحله اشاع رزين گفته مي شود از اين رو لازم است از اين مرحله به بعد، عمل احياي رزين سختي گير انجام گردد.
براي اين كار محلول آب نمك از رزين عبور داده مي شود و منجر مي شود تا مجددا سديم نمك جايگزين يون هاي سخت شود. پس از آن رزين مجدد قادر خواهد عمليات سختي گيري آب را انجام دهد.

 

اجزاء تشكيل دهنده سختي گير رزيني:

 

يك سختي گير استاندارد از اجزا زير تشكيل شده است:

۱. مخزن سختي گير: براي قرار گرفتن رزين و ديگر متعلقات در داخل آن و ايجاد فشار لازم
۲. نازل ها
۳. لوله رايزر: جهت انتقال آب سختي گيري شده به مجراي تعريف شده
۴. تانك نمك: محلول نمك در داخل اين مخزن قرار دارد براي احيا كردن رزين داخل سختي گير
۵. لوله تخليه
۶. رزين كاتيوني : دانه هاي رزين از ديگر اجزاي مهم در تجهيزات سختي گير آب مي باشند كه در انواع كاتيوني و آنيوني در پايين ترين سطح از مخزن قرار مي گيرند. دانه هاي رزين در اثر تمام با آب ممكن است در آن شناور شوند، به همين دليل آنها را روي بستري از سيليس قرار مي دهند.
با استفاده زياد از سختي گير رزيني و وجود املاحي از قبيل مس و منگنز در آب به مرور به كارايي رزين آسيب زيادي وارد نموده و به همين دليل لازم است لايه هاي رزيني تعويض شوند.
۷. سيليس : در بستر مخزن سختي گير قرار مي گيرد.
۸. شير سختي گير: مهمترين جز سختي گير مي باشد كه داراي انواع مختلفي مي باشد:
. شير دستي سختي گير
. شير نيمه اتوماتيك سختي گير
. شير اتوماتيك سختي گير

مشخصات سختي گير رزيني Ion Exchange Water Softener
• جنس بدنه سختي گير از فلز يا استيل و يا فايبرگلاس مي باشد
• رزين كاتيوني و رزين آنيوني
• مجهز به شير سلوولو اتوماتيك يا نيمه اتوماتيك جهت Back Wash
• حداقل فشار كاري در سختي گير 2 اتمسفر و حداكثر 5 اتمسفر
• داراي دريچه منهول براي بازيد
• داراي مخزن آب نمك از جنس پلي اتيلن
• يك لايه سنگ سيليس و يك لايه رزين
• لوله ها و رايزر ها از جنس گالوانيزه يا PVC

انواع سختي گير هاي رزيني از نظر جنس بدنه Ion Exchange Water Softener
1. سختي گير رزيني فلزي (گالوانيزه)
2. سختي گير رزيني فايبرگلاس FRP
3. سختي گير رزيني استيل

اجزاي سختي گير رزيني فلزي Ion Exchange Water Softener
1. شير تخليه
2. فشار سنج
3. ورود آب به دستگاه
4. خروج آب از دستگاه
5. شيرچند راهه
6. شير آب نمك
7. رزين
8. آب پخش كن
9. صفحه آب پخش كن
10. لوله شستشوي معكوس
11. شير تخليه آب
12. پايه ها
13. آب نمك
14. مخزن نمك
15. دريچه بازديد

روش احياء سختيگير Water softener regeneration با شير چند راهه:
روش احياء سختيگير با شير چند راهه:
1- اهرم (دسته) شير را به مدت 20-10 دقيقه روي شماه 1 بگذاريد تا عمل شستشو معكوس انجام شود. بدين ترتيب مواد معلق از بستر رزين زدوده مي شوند و فشردگي بستر كاهش مي يابد.
2- شير منبع نمك را باز كنيد. سپس اهرم را به مدت 25 الي 45 دقيقه در موقعيت شماره 2 قرار دهيد. تا رزين دستگاه سختي گير با محلول نمك شستشو شود.
3- شير منبع نمك را ببنديد. اهرم را در موقعيت 2 نگهداريد تا رزين با آب تميز شستشو شود.
4- جهت بهره برداري از دستگاه تصفيه، اهرم شير را به موقعيت 3 منتقل نماييد.
5- منبع آب نمك را براي احياء دوره بعد آماده نماييد. براي اين منظور، كمبود نمك آن را جبران و مخزن را از آب سختي گرفته شده پر كنيد.

 

كاربرد سختي گير رزيني Water Softener System application
با توجه به تاثيرات منفي سختي آب بر سلامت انسان و همچنين تجهيزات صنعتي، از سختي گير رزيني در محيط هاي مختلفي استفاده مي گردد.
از جمله موارد كاربرد سختي گير مي توان به گزينه هاي زير اشاره نمود:
• تصفيه آب قبل از ورود به مولدهاي حرارتي، ديگ هاي بخار و تاسيسات مولد نيرو
• حذف سختي آب آشاميدني در تصفيه خانه هاي صنعتي و خانگي
• تصفيه آب ورودي به دستگاه هاي صنايع نساجي و رنگرزي به منظور افزايش كيفيت رنگ
• جلوگيري از ايجاد رسوب در تجهيزات برج هاي خنك كن، چيلر و سيستم هاي حرارتي و برودتي
• كاربرد سختي گير رزيني بسيار گسترده بوده و موارد فوق تنها چند نمونه مي باشند.
• نكته بسيار مهم در اين تجهيزات رعايت استانداردها در فرآيند طراحي آنها مي باشد. شركتهاي توليد كننده سيستمهاي تصفيه آب كه در زمينه طراحي و ساخت سختي گير رزيني فعاليت دارند، به منظور افزايش كيفيت دستگاه به مواردي از قبيل جنس مناسب مخزن، محل دقيق شيرهاي ورودي و خروجي، اندازه و ابعاد مخزن و كيفيت اتصالات و ساير تجهيزات موجود در آن توجه دارند.

قيمت سختي گير رزيني Water Softener System
قيمت سختي گير وابسته به پارامترهايي از جمله جنس بدنه، اتوماتيك يا نيمه اتومات بودن شير، مقدار رزين مورد استفاده، دبي آب تصفيه شده در روز و ميزان سختي گل آب ورودي به سختي گير مي باشد.

فروش دستگاه سختي گير رزيني Water Softener System
مشخصات فني دستگاه سختي گير رزيني شركت ليان تدبير

Water Softener System Technical specification

 

مقايسه سيستمهاي اسمز معكوس RO و سيستم سختي گير رزيني / تبادل يوني IX
 مقايسه دو سيستم فوق از نظر هزينه ها و كيفيت آب توليدي حائز اهميت است. تهيه آب خالص معمولاً نياز به سيستم IX دارد و براي آبهايي كه مقدار ذرات جامد محلول آب نسبتاً پايين و ميزان مصرف محدود و كم مي باشد، شايد سيستم IX كفايت نمايد. اما در شرايطي كه ميزان ذرات جامد محلول آب بالا است استفاده از سيستم RO به سيستم تبادل يوني رجحان مي يابد.
 در سيستم تبادل يوني براي احياء سيكل هيدروژن (R-H) كه معمولاً از اسيدكلريدريك و براي احياء سيكل آنيوني (R-OH) از محلول سود NaOH استفاده مي شود. بنابراين سالانه هزينه بسيار زيادي جهت خريد اسيد و باز صرف مي گردد. در اين روش خطرات احتمالي براي كارگران به هنگام كار با اسيد و باز نيز وجود دارد. در اين سيستم هزينه هاي خريد رزين و همچنين انبار كردن مقداري از آن را نيز بايد منظور كرد و هر سال چندين بار نسبت به تعويض رزين اقدام نمود.
 سيستم RO حذف ذرات به ريزي يونها را از محلول امكان پذير مي سازد اين سيستم با تخليص آب و حذف نمكها (املاح) و ناخالصي هاي ديگر، رنگ و مزه و مشخصات ديگر آب را بهبود مي بخشد. در سيستم RO از ممبران مخصوص (Semi- Permeable) آب خالص به آساني عبور مي كند، در صورتيكه يونهاي ناخواسته و آلودگيها اجازه عبور از ممبران را نمي يابد. تكنولوژي اسمز معكوس عمدتاً فرايند Cross flow را بكار مي گيرد و بدين ترتيب ممبران مرتباً شستشو و تميز مي گرداند بطوريكه بخشي از آب از ممبران عبور مي كند و مامبقي آن صرف جمع آوري و جارو كردن موادي كه اجازه عبور نيافتند مي گردد.
 سيستم RO نياز به نيروي محركه اي دارد كه سيال را از ممبرانها عبور دهد كه اين نيرو معمولاً فشار اعمال شده از سوي پمپها است. هر چه فشار پمپ بالاتر باشد اين نيروي محركه قوي تر خواهد بود. هر چه غلظت ناخالصيها در آب دفع شده بيشتر شود، فشار لازم براي ادامه كار افزايش مي يابد.
 سيستم RO توانايي دفع باكتريها، املاح، پروتئين، شكر، ذرات، رنگها و ساير اجزاي با وزن مولكولي بيش از 150- 250 دالتون را دارد. جداسازي يونها در روش RO معمولاً به كمك ذرات باردار انجام مي شود. بدين معني كه يونهاي محلول حامل بار مانند نمكها تمايل بيشتري از يونهاي بدون بار مانند مواد ارگانيك دارند كه از محلول جدا شوند و هر چه اندازه و باز ذرات بيشتر باشد امكان دفع آن بيشتر خواهد بود.
 در روش اسمز معكوس و با تكنولوژي امروزي آن دستگاه هيچگونه هزينه جانبي عمده اي در بر ندارد. ممبرانها دستگاه 3 تا 5 سال عمر مفيد دارند و از جهت مقايسه كل هزينه خريد يك دستگاه كمتر از هزينه يك سال اسيد و باز مصرفي در سيستم تبادل يوني مي باشد. انتخاب سيستم اصلح معمولاً موضوعي اقتصادي است. براي آب با TDS تا حدود ppm 500 هزينه كل استفاده از مخلوطي از دو سيستم RO و IX از هزينه كل سيستم IX كمتر است اما بر اساس اطلاعات جمع آوري شده توسط شركت DOW مذكور به ppm 130= TDS تقليل يافته است. هزينه اصلي بهره برداري از سيستم IX مربوط به مواد شيميايي لازم براي احيا سيستم است، در صورتيكه هزينه عمده راهبري سيستم RO را مصرف برق براي كار پمپهاي تغذيه سيستم RO تشكيل مي دهد. اگرچه طي سالهاي گذشته هزينه انرژي الكتريكي افزايش يافته است ولي افزايش هزينه تهيه مواد شيميايي مانند سود كاستيك و اسيد به مراتب بيشتر بوده است.
 هزينه مواد شيميايي حتي در سيستمهاي پيشرفته IX كه با روش Current Regeneratin Counter كار مي كند، حدود 70% هزينه بهره برداري از سيستم را تشكيل مي دهد. از سوي ديگر با پيشرفتهايي كه در تكنولوژي RO بدست امده است با كاهش فشار كار ممبرانها در اين سيستم نقطه ضعف آن كه همان افزايش هزينه برق است جبران شده است.
 سيستمهاي قبلي با فشار 27 الي 41 بار كار مي كردند. در حاليكه سيستمهاي جديد در فشار حدود 17 بار كار مي كنند. با توجه با ارتباط مستقيم كاهش فشار و كاهش هزينه برق در حال حاضر هزينه برق كمتر از 30% كل هزينه راهبري سيستم RO شده است.
 بطور خلاصه مقايسه دو سيستم اسمز معكوس (RO) و تبادل يوني (IX) و مزيتهاي سيستم RO نسبت به IX به شرح زير مي باشد.
 سيستم RO با هزينه نگهداري پايين تر از دقت بالاتري برخوردار است و نياز به شستشوي ادواري ندارد.
 سيستم RO به نيروي پرسنل كمتري نسبت به سختي گير(IX) نيازمند مي باشد.
 در سيستم IX كيفيت آب توليدي با گذشت زمان و كاركرد دستگاه كاهش مي يابد و اين به دليل استهلاك رزين موجود، عدم احياي كامل رزين ، عدم آشنايي كافي بسياري از كارگران با زمان و نحوه درست احيامي باشد. اين كاهش كيفيت به حدي است كه در بسياري از واحدهاي صنعتي در مبدلهاي حرارتي و لوله ها مشكل رسوبگيري ايجاد مي شود.
 فاضلاب خروجي از تصفيه با سيستم سختي گير داراي آلودگي هايي است كه براي محيط زيست مشكل زا بوده و مجوز ورود به شبكه فاضلاب نداشته و بايد قبل از دفع تصفيه شود. در صورتي كه دفع فاضلاب RO به محيط زيست و شبكه فاضلاب بلامانع است و نياز به تصفيه قبل از دفع ندارد.
 – سيستم سختي گير در بهترين شرايط كاربري فقط قادر به حذف سختي موقت آب بوده و نمي تواند سختي دائم آب را برطرف نمايد، در حالي كه سيستم RO قادر به حذف 99 درصد املاح محلول در آب و حتي ميكروارگانيسم ها، باكتري ها و ويروسها نيز مي باشد.
 فضاي اشغال شده توسط سيستم (IX) به مراتب بيش از فضاي مورد نياز براي سيستم RO جهت توليد ميزان آب مساوي خواهد بود و با توجه به هزينه سرمايه گذاري براي احداث سالن، يكي از معايب ديگر سيستم (IX) محسوب مي شود.

 

مقايسه هزينه هاي سختي گير رزيني Water Softener و سيستم اسمز معكوس RO
 سيستم اسمز معكوس RO با هزينه نگهداري پايين تر از دقت بالاتري برخوردار است و نياز به شستشوي ادواري ندارد.
 سيستم اسمز معكوس RO به نيروي پرسنل كمتري نسبت به سختي گيررزينيIon Exchange water softener (IX) نيازمند مي باشد.
 در سيستم سختي گيررزينيIon Exchange water softener ( كيفيت آب توليدي با گذشت زمان و كاركرد دستگاه كاهش مي يابد و اين به دليل استهلاك رزين موجود،عدم احياي كامل رزين ،عدم آشنايي كافي بسياري از كارگران با زمان و نحوه درست احيا مي باشد.اين كاهش كيفيت به حدي است كه در بسياري از واحدهاي صنعتي در مبدلهاي حرارتي و لوله ها مشگل رسوب گيري ايجاد مي شود.
 در صورتي سيستم اسمز معكوس RO همواره با استاندارد لازم به توليد آب ادامه مي دهد.
 4-فاضلاب خروجي از تصفيه خانه اي كه با سيستم سختي گيررزينيIon Exchange water softener كار ميكند داراي آلودگيهايي است كه براي محيط زيست مشكل زا بوده و مجوز ورود به شبكه فاضلاب نداشته و بايد قبل از دفع تصفيه شود.در صورتي كه دفع فاضلاب سيستم اسمز معكوس RO به محيط زيست و شبكه فاضلاب بلامانع است و نياز به تصفيه قبل از دفع ندارد.
 سيستم سختي گيررزينيIon Exchange water softener در بهترين شرايط كاربري فقط قادر به حذف سختي موقت آب بوده و نمي تواند سختي دايم آب را برطرف نمايد، در حالي كه سيستم اسمز معكوس RO قادر به حذف99 درصد املاح محلول در آب و حتي ميكروارگانيسمها ،باكتري ها و ويروسها نيز مي باشد.
 سيستم هاي اسمز معكوس RO كاملا اتوماتيك و مجهز به انواع تجهيزات كنترلي بوده و كيفيت آب توليدي همواره تحت كنترل اپراتور مي باشد.
 فضاي اشغال شده توسط سختي گيررزينيIon Exchange water softener به مراتب بيشتر از فضاي مورد نياز براي سيستم اسمز معكوس RO جهت توليد ميزان آب مساوي خواهد بود و با توجه به هزينه سرمايه گذاري براي احداث سالن،يكي از معايب ديگر سختي گيررزينيIon Exchange water softener محسوب مي شود.

 

روش هاي اندازه گيري سختي آب:
1 ) در اين سختي بوسيله حساب و برآورد , قابل به كاربردن براي همه آبها مي باشد اگر يك آناليز ماده اي معدني نمايش داده شود , سختي بوسيله محاسبه و استفاده از بار دياگرام ميتواند گزارش شود.
2 ) روش تيتراسيون بوسيله EDTA (دي سديك اتيلن دي آمين تترا اسيد استيك ) است .

روش 1) اندازه گيري سختي بوسيله محاسبه و برآورد :

روش توضيح داده شده براي تعيين منحني است , جهت محاسبه آن , از نتايج مجزا و تعيين شده براي كلسيم و منيزيم استفاده ميكنيم يعني به طور مثال :

H(mg/lit as Caco3 )= 2.497(mg/lit as Caco3) Ca + 4.118(mg/lit as Caco3) Mg

روش 2 ) تيتريمتريك EDTA :

قاعده كلي : EDTA يك اسيد است و نمك سديم آن بصورت يك تركيب كمپلكس محلول با يون هاي + Ca2+ , Mg2 تشكيل ميدهد كه اگر يك مقدار كم حدود دو قطره از يك تركيب رنگي مانند اريوكروم بلاك (EBT) به محلول آبي شامل Ca2+ , Mg2+ در pH =10+0.1 و محلول قرمز شرابي ميشود در اثر اضافه كردن EDTA بعنوان تيترانت كلسيم و منيزيم بصورت كمپلكس تبديل ميشوند و وقتي همه Mg , Ca بصورت كمپلكس درآمدند محلول آبي رنگ ميشود كه نشان دهنده نقطه پاياني تيتراسيون است كه يون منيزيم بايستي بطور رضايت بخشي در نقطه پاياني باشد براي اطمينان حاصل كردن از اين موضوع , مقداري از نمك خنثي Mg كمپلكس شده با EDTA را كه به آن بافر اضافه شده را درنظر ميگيريم و اين بطور اتوماتيك منيزيم كافي براي يك تصحيح ساده را نمايان ميكند . تيزي نمودار در نقطه پاياني با افزايش pH افزايش مييابد ,كه pH نمي تواند افزايش يابد ولي خطر رسوب كربنات كلسيم يا هيدروكسيد منيزيم وجود دارد و تغيير رنگ معرف در pH با صورت مي پذيرد . pH مشخص 10+ 0.1 يك سازش رضايت بخش است .
بعضي يون هاي فلزي به سبب كم رنگ شدن و محو شدن يا نقطه پاياني نامعلوم يا مصرف EDTA , در واكنش دخالت مي كنند . واين دخالت با اضافه كردن بازدارنده هاي مشخص قبل از تيتراسيون كاهش ميابد .