9. Metody zmiękczania wody

Zmiękczanie wapnem i sodą - metoda wapno-soda, polega na jednoczesnym usuwaniu twardości węglanowej i niewęglanowej przez dodawanie wody wapiennej lub mleka wapiennego i roztworu sody, przy czym

Ca(OH)₂ - usuwa twardość węglanową, wszystkie sole magnezowe oraz rozpuszczony dwutlenek węgla

Na(CO)₃ - usuwa twardość niewęglanową.

Proces zmiękczania przebiega szybciej gdy podgrzewamy wodę do 70-90°C

Wymagane dawki reagentów D_CaO=28(tw_w+tw_Mg+CO₂) [g/m³] wody D_Na2CO3=53(tw_nw)

Schemat instalacji - metody wapno-soda

W sytniku przygotowuje się mleko wapienne (zawiesina CO(OH)₂ w wodzie), miesza się wapno ze znaczną ilością wody.

W reaktorze dozuje się mleko wapienne i sodę, gdzie zachodzi strącanie i usuwanie osadu.

Na filtrze usuwa się pozostałe zawiesiny z reaktora.

Dekarbonizacja wapnem (gaszonym) Ca(OH)₂ - metoda strąceniowa - metoda wapna

Jest metodą prostą i tanią, usuwa twardość węglanową (wapniową i magnezową).

Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂→2CaCO₃↓+2H₂O Mg(HCO₃)₂+Ca(OH)₂→MgCO₃+CaCO₃↓+H₂O

MgCO₃+H₂O→Mg(OH)₂↓+CO₂

Jeśli w wodzie występują inne związki magnezu np. MgCl₂ lub MgSO₄ tworzące twardość niewęglanową magnezową - wówczas następuje zamiana na twardość niewęglanową wapniową, a równoważna ilość Mg(OH)₂ strąca się

MgSO₄+Ca(OH)₂→Mg(OH)_2↓+CaSO₄

Z wapnem reagują także inne składniki wody, tj dwutlenek węgla

CO₂+Ca(OH)₂→CaCO_3↓+H₂O

Dekarbonizacja termiczna

polega na rozkładzie wodorowęglanów i węglanów wapnia i magnezu pod wpływem temperatury

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃↓+ CO₂+ H₂O 2Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + CO₂ + H₂O+ Mg(OH)₂↓+ CO₂

Dekarbonizacja wody wodorotlenkiem sodu NaOH przebiega według poniższych reakcji:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → CaCO₃↓ + Na₂CO₃ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + 4NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2Na₂CO₃ + 2H₂O

Powstający węglan sodu usuwa również część twardości niewęglanowej.

Zmiękczanie sodą - metoda strąceniowa, polega usuwaniu twardości niewęglanowej

Polega na dodawaniu sody Na₂CO₃, który reaguje z solami wapnia i magnezu

CaSO₄+Na₂CO₃→CaCO_3↓+Na₂SO₄ MgSO₄+Na₂CO₃→MgCO_3↓+Na₂SO₄

CaCl₂+Na₂CO₃→CaCO_3↓+2NaCl MgCl₂+Na₂CO₃→MgCO_3↓+2NaCl

Wymiana jonowa - proces zmiękczania wody i jej uzdatniania.

Jonity, substancje które w kontakcie z roztworami wykazują zdolność do odwracania wymiany jednych jonów na inne bez większych zmian strukturalnych

Ca(HCO₃)₂ 2KtNa+Ca(HCO₃)₂↔Kt₂Ca+2NaHCO₃

Mg(HCO₃)₂ 2KtNa+MgCl₂↔Kt₂Mg+2NaCl

MgCl₂ 2KtNa+CaSO₄↔Kt₂Ca+Na₂SO₄

CaSO₄

SiO₂

NaCl

usunięcie tw ogólnej do setnych części mval/dm³

Gdy twardość początkowa większa niż 10mval/dm³,

to w dolnych warstwach złoża duże stężenie soli i może zachodzić

proces samo regeneracji, spada sprawność zmiękczania

---