אנציקלוידע בנושא ריכוך מים ומרככי מים 

מרכך מים הינו מערכת מים לסילוק וסינון אבנית והפיכת מים קשים למים רכים

בתהליך המפורט להל"ן:

מחליפי יונים:
מחליפי היונים הינם הפתרון המוחלט לאחת הבעיות הנפוצות ביותר: בעית המים הקשים = מים המכילים אבנית. בעיות הנובעות משימוש במים קשים תיפתרנה ע''י שימוש במחליף יונים (מרכך מים). תהליך חילוף היונים המקובל הינו תהליך הנקרא חילוף יונים קטיוני, בתהליך זה מוחלפים יוני הסידן והמגנזיום החיוביים ביוני נתרן חיוביים והיונים הטעונים במטען שלילי נותרים במים. חשוב לדעת שתהליך החלפת יונים אינו מקטין את כמות המלחים המומסים במים TDS אלא משנה את הרכבם.
המים הקשים משפיעים על אורח חיינו במספר אופנים אשר מסבים לנו נזקים כלכליים מחד ופגיעה באיכות הסביבה מאידך:

אנרגיה - האבנית המתגבשת על גבי גופי החימום יוצרת שכבה מבודדת אשר מאלצת אותנו להשקיע אנרגיה רבה יותר על מנת לקבל את אותה תוצאה של חימום המים אלמלא נוכחותה. כל מכשיר חשמלי כגון דוד חשמל, קומקום, מכונת כביסה וכו' עלולים לסבול מתופעה זו. צריכה מוגברת של אנרגיה משמעותה בזבוז כסף למשק הפרטי ובזבוז משאבים למדינה.
בזבוז דטרגנטים - חלק גדול מחומרי הניקוי בהם אנו משתמשים מופנה היום לריכוך המים בטרם תהליך הניקוי, שימוש במים רכים מאפשר לנו להשתמש בכמות קטנה ביותר של חומר הניקוי על מנת להשיג את אותה התוצאה. בנוסף לכך חומרים רבים כגון מרככים, מלח למדיח מסירי אבנית וכו' יוצאים מסל הקניות שלנו מאחר ואין לנו עוד צורך בהם. החסכון בדטרגנטים חוסך לנו כסף רב ובנוסף מונע השפעה שלילית רבה ביותר של הסבונים על איכות הסביבה.
בלאי מואץ - כל אביזר אשר בא במגע עם מים מושפע בדרך זו או אחרת מנוכחות האבנית, בין אם מדובר בתדירות החלפת מכונת הכביסה ובין אם בנזקי צנרת, הן הכבסים והן הכלים הסניטרים, כל אלו ועוד יחזיקו מעמד זמן רב יותר ובאיכות גבוהה יותר באמצעות שימוש במים רכים.
בריאות ואיכות חיים - מים רכים מפחיתים במידה רבה בעיות עור אשר נובעות מהמצאות האבנית במים וכן מעניקים לגוף ולשיער מראה ותחושה רעננה ונעימה במיוחד.
אם כך, שימוש במערכת ריכוך מים אשר תספק זרימת מים רכים בכל נקודות השימוש בבית תסייע במספר תחומים בחיינו ותהפוך אותם לקלים ונעימים יותר.

מי הגשמים אשר יורדים דרך האטמוספירה סופחים בדרכם גזים חומציים מסויימים כגון דו תחמוצת הפחמן ודו תחמוצת הגופרית, בהגיעם לקרקע המים מחלחלים דרך שכבות הקרקע וסופחים רכיבים שונים אשר מתמוססים במים.
ככל שמי הגשמים חומציים יותר כך ספיחת הרכיבים בקרקע גדולה יותר. הן מי התהום והן מי הכינרת מכילים כמות מסויימת של רכיבים מומסים בתוכם. חלק גדול מחומרים אלו הינם תרכובות כימיות אשר יוצרות במים יחידות טעונות חשמלית הנקראות ''יונים''.
שניים מהיונים הנפוצים ביותר הינם סידן (ca) ומגנזיום (mg), שני יונים אלו הינם יונים חיוביים הנקראים קטיונים ונושאים מטען חשמלי חיובי ++.
הימצאות יונים אלו במים יוצרים את תופעת ה''מים הקשים'' המוכרת אשר גורמת לנו לנזקי האבנית על גבי הצינורות, גופי החימום, הכלים הסניטרים וכן לבלאי מואץ ולבזבוז רב של אנרגיה. יונים חיוביים נוספים כגון נתרן, אשלגן, ברזל ומתכות נוספות נמצאים במים בנוסף אך הסידן והמגנזיום הם הגורמים העיקריים לקשיות המים.

בעיות הנובעות ממים קשים:


אנרגיה - האבנית המתגבשת על גבי גופי החימום יוצרת שכבה מבודדת אשר מאלצת אותנו להשקיע אנרגיה רבה יותר על מנת לקבל את אותה תוצאה של חימום המים אלמלא נוכחותה. כל מכשיר חשמלי כגון דוד חשמל, קומקום, מכונת כביסה וכו' עלולים לסבול מתופעה זו. צריכה מוגברת של אנרגיה משמעותה בזבוז כסף למשק הפרטי ובזבוז משאבים למדינה.
בזבוז דטרגנטים - חלק גדול מחומרי הניקוי בהם אנו משתמשים מופנה היום לריכוך המים בטרם תהליך הניקוי, שימוש במים רכים מאפשר לנו להשתמש בכמות קטנה ביותר של חומר הניקוי על מנת להשיג את אותה התוצאה. בנוסף לכך חומרים רבים כגון מרככים, מלח למדיח מסירי אבנית וכו' יוצאים מסל הקניות שלנו מאחר ואין לנו עוד צורך בהם. החסכון בדטרגנטים חוסך לנו כסף רב ובנוסף מונע השפעה שלילית רבה ביותר של הסבונים על איכות הסביבה.
בלאי מואץ - כל אביזר אשר בא במגע עם מים מושפע בדרך זו או אחרת מנוכחות האבנית, בין אם מדובר בתדירות החלפת מכונת הכביסה ובין אם בנזקי צנרת, הן הכבסים והן הכלים הסניטרים, כל אלו ועוד יחזיקו מעמד זמן רב יותר ובאיכות גבוהה יותר באמצעות שימוש במים רכים.
טכנולוגית חילוף היונים:
בעיות הנובעות משימוש במים קשים תיפתרנה ע''י שימוש במחליף יונים (מרכך מים). תהליך חילוף היונים המקובל הינו תהליך הנקרא חילוף יונים קטיוני, בתהליך זה מוחלפים יוני הסידן והמגנזיום החיוביים ביוני נתרן חיוביים והיונים הטעונים במטען שלילי נותרים במים. חשוב לדעת שתהליך החלפת יונים אינו מקטין את כמות המלחים המומסים במים TDS אלא משנה את הרכבם. על מנת למנוע הצטברות חומרים מזהמים על גבי מצע המרכך חשוב לוודא כי המים המזינים את מרכך המים הינם באיכות ראויה וכאשר עולה חשד לגבי איכות המים יש לוודא איכותם ולשקול טיפול מקדים.

כיצד מתבצע תהליך חילוף היונים הלכה למעשה:
תהליך החלפת היונים מתבצע על גבי מצע (שרף) טעון במטען שלילי, מצע זה אינו מסיס במים ומהווה את כר הפעולה. המצע הטעון שלילית מושך יונים חיוביים כמו מגנט ואוחז בהם עד אשר המצע חשוף ליון חיובי בעל מטען חזק יותר אשר יימשך אליו. בתחילה, מצע השרף הנמצא בתוך עמודת המרכך, מכוסה ביוני נתרן na+, אשר הינם בעלי מטען חיובי חלש יחסית. המים אשר נכנסים לעמודת המרכך (מים קשים) זורמים דרך מצע השרף ומגיעים לשימושים השונים להם הם יועדו כגון כביסה, דוד מים, מגדל קירור וכו'. כאמור, למצע השרף הטעון שלילית יש משיכה חזקה יותר ליונים בעלי מטען חיובי חזק יותר כגון סידן ca++ ומגנזיום mg++ מאשר לנתרן na+ ועל כן יוני הנתרן המכסים את מצע השרף יוחלפו ביוני סידן ומגנזיום (קשיות המים) ואנו נקבל מים ללא קשיות, מים רכים.
תהליך החלפת היונים דורש פרק זמן מסויים בו על המים לבוא במגע עם מצע השרף, ותהליך זה קורה במרחב הנקרא ''מרחב התגובה'', גודלו של מרחב התגובה בעמודת המרכך תלוי במספר גורמים כגון קשיות המים, ספיקת המים, TDS ואיכות השרף. כאשר אין במצע השרף עוד יוני נתרן אשר יכולים להתחלף ביוני סידן ומגנזיום, מצב הנקרא רווית השרף, יש צורך לבצע רענון למצע השרף.

תהליך הרענון מורכב ממספר שלבים:
שלב א' - שטיפה אחורית, בשלב זה מוזרמים מים דרך מצע השרף בכיוון ההפוך. לשלב זה שתי מטרות עיקרית והן שטיפת החומרים המזהמים אשר נכנסו עם המים ונעצרו על ידי מצע השרף וכן איוורור מצע השרף לצורך קבלת שטח פנים גדול יותר.
שלב ב' - ההמלחה, בשלב זה מוזרמת על גבי מצע השרף תמיסת נתרן כלורי מרוכזת, למרות העדפת מצע השרף את יוני הסידן והמגנזיום הטעונים ++ אופן הזרמת התמלחת מתגבר על משיכה טבעית זו ומביא להחלפה של יוני הסידן והמגנזיום ביוני נתרן.
שלב ג' - שטיפה איטית, שלב זה נועד לשפר את איכות הקשר בין מצע השרף ליוני הנתרן. שלב ד' - שטיפה מהירה, מטרת שלב זה הינה לשטוף את מצע השרף משאריות הנתרן הכלורי.

ישנן מספר דרכים לתזמון מועד ביצוע רענון עמודת השרף, ככלל מערכת הבקרה של מערכת הריכוך צריכה לקבל חיווי על מועד ביצוע הרענון, ככל שחיווי זה יהיה מדוייק יותר ותואם את מצב רוויית השרף כך הרענון יהיה יעיל יותר הן מן ההיבט הכלכלי והן מן ההיבט של שמירה על איכות הסביבה.
הדרך הבסיסית ביותר הינה עפ''י זמן - ביצוע אומדן של פרק הזמן (עפ''י קריטריונים שונים) בו המרכך צפוי להגיע לרוויה. דרך זו הינה הכי פחות מדוייקת.

דרך מעט מתקדמת יותר הינה עפ''י כמות מים - מרכך המים מודד את כמות המים העוברת דרכו ומכניס את המערכת לרענון כאשר עברה בה כמות המים הרצויה אשר הוגדרה מלכתחילה עפ''י פרמטרים שונים הכוללים את כמות הסידן והמגנזיום המצויים במים.
הדרך המתקדמת ביותרהיא באמצעות חיישן אשר מצוי בתוך השרף ונותן אינדקציה קבועה על כמות יוני הנתרן הפנויים בכל רגע נתון, והינה הידידותית ביותר לסביבה.
גורמים המשפיעים על ''איכות הריכוך'' - מים רכים מוגדרים כמים בהם יש פחות מ-20 מ''ג לליטר סידן ומגנזיום.

כמות הנתרן הכלורי המשמשת לצורך הרענון שולטת בכמות הקשיות שניתן יהיה לטפל בה באמצעות המרכך ובאיכות הריכוך, ככל שנצרוך פחות נתרן כלורי, נהיה יעילים יותר באפקטיביות הרענון אך נאלץ להגדיל את תדירות הרענונים.
רמת ה-TDS של המים הינה בעלת משמעות לאיכות הריכוך, ככל שרמת ה-TDS גבוה יותר יעילות הריכוך קטנה ויש צורך להתחשב בכך בתכנות המרכך.