Zpracované otázky - CHEMIJE

26. Chemické způsoby odkyselování vod – odkyselovacími hmotami, přidáním zásaditých sloučenin

Spočívá v reakci CO2 s některými látkami, které jsou ve vodě buď minimálně rozpustné a aplikují se v koloně, nebo jsou víceméně rozpustné, a pak se do upravované vody dávkují. U většiny chemických postupů dochází při odkyselování k nárůstu tvrdosti vody, neboť se užívají vápenaté, případně hořečnaté sloučeniny.

Postup v koloně

Užívá se otevřených nebo uzavřených kolon naplněných materiálem reagujícím s CO2. Tento způsob je méně náročný na obsluhu a přizpůsobuje se samočinně případnému kolísání koncentrace CO2 ve vodě. Hodí se především pro malé zdroje. Jeho nevýhodou je nestejnoměrné odkyselování, neboť povrch použitého materiálu bývá někdy zanášen látkami suspendovanými ve vodě. Nejběžnějším materiálem pro odkyselování v koloně je vápenec.

Rovnice: H2CO3+ CaCO3 ⇔ Ca(HCO3)2

Odstraněním 1 mmolu CO2 se zvýší uhličitanová tvrdost rovněž o 1 mmol, tedy poměrně značně. To je jedna z nevýhod uvedeného postupu. Další jeho nevýhodou je omezení vody s uhličitanovou tvrdostí v rozmezí c(Ca+Mg) = 0,4 – 1,4 mmol.l-1, což přibližně odpovídá c(HCO3-) = 0,8 – 2,8 mmol.l-1. Pod touto mezí je odstranění CO2 nedokonalé, nad ní je rychlost reakce pomalá.

Povrch zrn vápence bývá zpočátku asi 4 mm, postupně se však zmenšuje. Vápenec nemá být příliš tvrdý, neboť tvrdé druhy reagují pomalu. Potřebná reakční doba závisí na jakosti vápence, na složení vody (hlavně koncentraci Ca a Mg) a na teplotě. Obvykle bývá doporučená doba kontaktu 30 až 60 minut. Kolony se navrhují o výšce náplně 2 až 3 m a pro výpočet se uvažuje, že objem pórů filtrační náplně je 35 až 40 % z jejího celkového objemu.

Jiným materiálem pro odkyselování je dolomit CaCO3.MgCO3, který se částečně pálí. Jeho pálením při teplotě kolem 550 °C se MgCO3 mění na MgO. Tento materiál je reaktivnější než vápenec.

Reakce: CaCO3.MgO+ CO2  + 2H2O = Ca2++ Mg2++ 4 HCO3−

Na rozdíl od vápence se pálený dolomit hodí i pro odkyselování měkkých vod. Částečně pálením dolomitem se vedle odkyselení dosáhne i odželezování, příp. i odmanganování vody, neboť vylučování hydroxidů železa a manganu je podporováno alkalickou reakcí oxidu hořečnatého, který je součástí filtračního materiálu. Kolony však musí být v tomto případě přizpůsobeny pro možnost praní vodou a vzduchem, aby se odstranily vysrážené hydroxidy.

Odkyselování dávkováním chemikálií

Tato metoda vyžaduje přesné dávkování chemikálie podle obsahu CO2 v upravované vodě, dovoluje však dosáhnout jakýkoliv stupeň odkyselení. Nejobvyklejší je dávkování hydroxidu vápenatého, zpravidla ve formě vápenného mléka – suspenze Ca(OH)2. Rovnice:

Ca(OH)2+ CO2 = Ca(HCO3)2