Смягчение извести

Смягчение извести (также известное как намазывание известью , обработка известью-содой или Кларка процесс ) ^[1] — вид водоочистки , используемый для умягчения воды , при котором используется добавка известковой воды ( гидроксида кальция ) для удаления жесткости (отложений кальция и магния солей ) путем осаждения . Этот процесс также эффективен при удалении различных микроорганизмов и растворенных органических веществ путем флокуляции . ^[2]

История

Умягчение известью впервые было использовано в 1841 году для очистки воды реки Темзы . Использование этого процесса расширилось по мере того, как были обнаружены другие его преимущества. Использование известкового умягчения значительно расширилось в начале 1900-х годов, когда расширилось использование промышленной воды. Умягчение извести позволяет получить мягкую воду, которую в некоторых случаях можно более эффективно использовать для теплопередачи и различных других промышленных целей.

Химия

известь в форме известковой воды Когда в сырую воду добавляется , pH повышается и равновесие карбонатных частиц в воде смещается. Растворенный углекислый газ (CO ₂ ) превращается в бикарбонат (HCO ⁻
₃ ), а затем карбонат (CO ^2-
₃ ). Это действие приводит к выпадению в осадок карбоната кальция из-за превышения произведения растворимости. Кроме того, магний можно осаждать в виде гидроксида магния в реакции двойного замещения . ^[3]

При этом осаждаются как кальций (и в некоторой степени магний) из сырой воды, так и кальций, добавленный с известью. В этом отличие от ионообменного умягчения, при котором натрий заменяется ионами кальция и магния. При известковом умягчении происходит существенное снижение общего количества растворенных твердых веществ (TDS), тогда как при ионообменном умягчении (иногда называемом цеолитным умягчением) существенного изменения уровня TDS не происходит.

Смягчение известью также можно использовать для удаления железа , марганца , радия и мышьяка из воды .

Будущее использование

В настоящее время умягчение извести часто сочетают с новыми мембранными процессами для сокращения потоков отходов. Известковое умягчение может применяться к концентрату (или потоку отходов) мембранных процессов, обеспечивая тем самым поток существенно пониженной жесткости (и, следовательно, TDS), который можно использовать в конечном потоке. Кроме того, в случаях с очень жесткой исходной водой (часто это происходит на заводах по производству этанола на Среднем Западе США ) для предварительной очистки питательной воды мембраны можно использовать известковое умягчение.

Отходы

При умягчении извести образуются большие объемы смеси карбоната кальция и гидроксида магния в виде очень мелкодисперсного белого осадка, который также может содержать некоторое количество органических веществ, флокулированных из сырой воды. Переработка или утилизация этого шлама может потребовать дополнительных затрат в процессе. Сушка и повторный прокаливание отходов позволяет практически полностью переработать известь, однако сушка и повторный прокаливание обходятся дороже, чем производство новой извести из известняка.

Ссылки

^ Меллор, JW (1941). Средняя неорганическая химия . Лондон: Longman , Green & Co., с. 202.
^ «Размягчение извести» (PDF) . USBR . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 г.
^ «Размягчение извести» . Проверено 4 ноября 2011 г.

[1] Меллор, JW (1941). Средняя неорганическая химия . Лондон: Longman , Green & Co., с. 202.

[2] «Размягчение извести» (PDF) . USBR . Архивировано из оригинала (PDF) 13 июня 2011 г.

[3] «Размягчение извести» . Проверено 4 ноября 2011 г.

[1]

[2]

[3]