הערכת מינון סיד בטיפול במים תהליך ריכוך סיד

המהות של ריכוך הסיד היא הפחתת קשיות המים על ידי הוספת סיד, המגיב כימית עם הקשיות הזמנית והקבועה במים ליצירת משקעי סידן פחמתי ומגנזיום הידרוקסיד בלתי מסיסים.

התגובות הכימיות העיקריות מהוות את הבסיס לאומדן:

1. הסרת קשיות קרבונט (תגובה עם CO₂ ו- Ca(HCO₃)₂):

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O

2. הסרת קשיות המגנזיום (תגובה עם Mg(HCO₃)₂ ו-Mg²⁺):

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

Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + Ca²⁺ (תגובה זו מציגה כמות שווה-מולרית של יוני סידן)

3. תוספת מוגזמת: יש צורך בסיד נוסף כדי לספק OH⁻, המגיב עם HCO₃⁻ כדי לייצר CO₃²⁻, ולשמור על ה-pH מעל 10.3 כדי להבטיח משקעים מלאים של Mg(OH)₂.

בהינתן קשיות כוללת (TH), קשיות סידן (Ca-H), קשיות מגנזיום (Mg-H), והבסיסיות הכוללת (TA), ניתן לפרק את כמות הסיד שיש להוסיף (על בסיס 100% CaO טהור) לחלקים הבאים:

1. סיד נדרש לנטרול CO₂ חופשי (L₁):

יחס סטוכיומטרי: 1 מול CO₂: 1 מול CaO

L₁=[CO₂] (היחידות עקביות; אם כולן מבוטאות כ-CaCO₃ mg/L, הערכים שווים.)

2. סיד הנדרש להסרת קשיות הקרבונט (L₂):

חלק זה מתייחס לקשיות התואמת לבסיסיות. יחס סטוכיומטרי: 2 מול HCO₃⁻ (כלומר, 1 מול Ca(HCO₃)₂): 1 מול CaO

L₂=[TA] (מכיוון ששניהם מחושבים כ-CaCO₃, המסה המולרית שווה מספרית לאחר ההמרה.)

ליים-התקן מינון פחם פעיל לריכוך נתרן קרבונט* - הגנת סביבה מקוונת

3. כמות הסיד (L₃) הדרושה להסרת קשיות המגנזיום:

משקעי מגנזיום דורשים שני חלקים של OH⁻, וכמות שווה של יוני סידן נכנסת למים לאחר התגובה. יחס סטוכיומטרי: 1 מול Mg²⁺ : 2 מול CaO

L₃=2 × [Mg - H] (בהנחה של CaCO₃, מקדם יחס המסה הוא (56/100) × 2 ≈ 1.12, אבל זה נפוץ יותר לחשב ישירות באמצעות קשרים מולרים, כלומר, הכפלת הערך. כאן, [Mg -} הכוונה היא להסרה של החלק המקורי של מגנזיום למגנזיום. קשיות פחות היעד המותרת קשיות מגנזיום.

4. מינון עודף של ליים (L₄):

כדי להבטיח תגובה מלאה, במיוחד משקעים מגנזיום, יש צורך בדרך כלל לשמור על pH של 10-11, המצריך תוספת של עודף סיד. הערך העודף מוערך בדרך כלל אמפירית בכ-25~50 מ"ג/ליטר (כמו CaCO₃). עבור ריכוך מתקדם יותר, הערך העודף עשוי להיות גדול יותר.

5. מינון סיד תיאורטי (מבוסס על 100%) (מבוסס על CaO):

L_תיאורטי=L₁ + L₂ + L₃ + L₄=[CO₂] + [TA] + 2 × [Mg-H להסרה] + ערך עודף

סיד מסחרי (סיד מהיר או סיד משופשף) אינו 100% טהור. מינון בפועל (ק"ג/מ"ר או גרם/ליטר)=L_תיאורטי / טוהר הסיד המסחרי (%)

לדוגמה, אם L_theoretical הוא 200 מ"ג/ליטר CaO, ומשתמשים בסיד חצוי מסחרי עם 85% טוהר, אז המינון בפועל=200/0.85 ≈ 235 מ"ג/ליטר.