SU YUMUŞATMA VE KİREÇ GİDERİMİ

Su evrensel bir çözücüdür. Yumuşak yağmur suyu, kalsiyum ve magnezyum karbonatlar da dahil olmak üzere, doğal olarak oluşan çözünmüş mineralleri alır; bu mineraller, kayaların üstünden geçer ve toprağa doğru zorlaşmaya başlar. Çoğu kaynak suyu bir miktar sertlik içerir. Su arıtımı , genellikle, kaynak suyu imalat prosesleri, kazanlar, soğutma kuleleri ve durulama suyu uygulamaları için uygun hale getirmek için gereklidir.

Sert su yumuşatmanın birincil amacı, ekipman ve borulardaki sert su minerallerinin yağış ve birikmesini önlemektir. Sert su ölçeklemesinin azaltılması veya yok edilmesi, fiziksel arıtma ekipmanları kullanılarak veya kısıtlı durumlarda kimyasal katkı maddelerinin kullanılması ile gerçekleştirilebilir.

Su içerisinde çözünen kireçtaşı "sertlik" olarak adlandırılır. Yeraltı suyu, aşağıdaki adımlarla daha önce oluşan çökellerden kalker eritir: a) Karbondioksit, karbonik asit üretmek için suyla reaksiyona girer ve bu ortamda öncelikle bikarbonat iyonu (HCO ₃ ^-1 ) olarak bulunur; b) Mikroskobik deniz organizmaları karbonat olarak tüketirler ve milyonlarca yılda biriken kalsit iskeletlerini oluştururlar ve dünyanın birçok yerinde yaygın olarak bulunan kireçtaşı birikintileri oluştururlar; c) Anaerobik bozunma ve toprakta bakterilerin harekete geçirilmesi nedeniyle yeraltı suları genellikle hafifçe asidiktir. Bu asidik özellik, kireç taşının kalsiyum ve bikarbonat iyonları şeklinde çözülmesine ve dolayısıyla sertleşmesine neden olur.

Kalsiyum karbonat, suda ılımlı bir şekilde çözünür ve su içindeki konsantrasyonu çözünürlük sabitini aştığında sert bir skala formunda çözeltiden çıkacaktır (yani, bir çökelti oluşturacaktır). Bu eğilim sıcak ve soğuk su boruları, su ısıtıcıları, kazan boruları, soğutma kuleleri ve temas ettiği diğer yüzeylerde birikmeye neden olabilir. Aynı zamanda sabun ve deterjan ile reaksiyona girerek cam ve gümüş lekeleri üzerinde lekelenme olarak ve "küvet halkası" olarak görülen bir "pislik" şeklinde bir çökelti oluşturur. Kazanlardaki birikme, ısı transferine müdahale edebilir ve hatta kazan borusu arızasına neden olabilir.

Bu, suyun açık bir kapta kaynatılarak etkileri giderilebilen sertliği ifade eder. Bu sular genellikle kireçtaşı oluşumlarından ötürü sızdırılmış ve bikarbonat HCO ₃ ^- az miktarda karbonat CO ₃ ^2- ana negatif iyonlar olarak içermektedir. Suyu kaynatmak, karbondioksit gazı söndürerek reaksiyonu teşvik eder.

2 HCO ₃ -> CO ₃ ^2- + CO ₂

CO ₃ ^2- , çökelen çözünmeyen kalsiyum ve magnezyum karbonatlar oluşturmak üzere Ca ⁺² veya Mg ⁺² iyonlarıyla reaksiyona girer. Metal iyonlarını bu şekilde bağlayarak, sabun köpüğünü oluşturmak için mevcut olan miktarlar büyük ölçüde azaltılır. Kaynama suyun yumuşatılması için ekonomik bir yol değilken, kaynatma ile gösterilen kimya geçici ve kalıcı sertlikte farkı tanımlar.

Klorür veya sülfat gibi diğer anyonları içeren su, kaynatma ile yumuşatamaz ve "sürekli" olarak söylenir. Bunlar, aşağıda açıklanan, kireç soda veya daha sık olarak, iyon değişim yumuşamayı içeren diğer yöntemlerle yumuşatılmalıdır.

Konvansiyonel su yumuşatma çoğu zaman, iyon değiştirme reçinesi adı verilen çok küçük boncuk biçiminde bir sentetik polimerik (plastik) malzeme kullanılarak, iyon değişimi olarak bilinen bir işleme dayanıyor. Reçine gözeneklidir, böylece her bir boncuk muazzam yüzey alanına sahiptir ve yüzey alanı kimyasal olarak milyarlarca aktif veya "değişim bölgesi" içermek üzere yapılmıştır. Bu alanlar, suda metaller için valanslı (yani, +2 ve +3 yükleri) büyük miktarda afiniteye sahiptirler. Böylece, kalsiyum, magnezyum (sert suyun iki temel bileşeni), çözünmüş demir, bakır veya alüminyum içeren su olduğunda, aktif bölgeler bu iyonları çeker ve "tutarlar".

Bununla birlikte, bunu yapmak için, alanların metal sertlik iyonları için "değiş tokuş" için daha az sıkıca tutulan bir iyonu olmalıdır. Nitekim yüksek konsantrasyon ve maruz kalma süresine sahip koşullar altında reçine tek bir yükle iyonları tercih etmese de, sodyum iyonları konsantre bir sodyum klorid çözeltisi (masa tuzu) üzerine yavaşça geçirilerek aktif bölgelere "zorla" maruz bırakılabilir reçine. Böylece, nispeten ucuz, kolaylıkla temin edilebilen, güvenli bir kimyasal, reçineyi "yeniden üretmek" için kullanılabilir. İyon değiştirici reçineler aynı zamanda yüksek saflıkta Demineralize su üretmek için kullanılır, ancak reçine ve rejenerasyon kimyasalları farklıdır

Dezavantajlar, atık suyun tuzluluğa yüksek oranda atılması gerekliliğini ve bir iyon değişimli su yumuşatıcısı ile muamele edilen suyun sodyum ilave edildiği gerçeğini içermektedir. Su Kalitesi Birliğine (WQA) göre, iyon değişimi yumuşatma işlemi, galon suyunda çıkan sertlik parçacıkları başına yaklaşık 8 mg / litre oranında sodyum ekler. Sertlik "tanesi" 17.1 mg / l veya ppm kalsiyum karbonata eşittir.

Bir su yumuşatıcısı tipik olarak iki tanktan oluşur; bunlardan daha büyük olana kaya veya pelet tuzu eklenir ve sert suyun içinden geçtiği iyon değişim reçinesini içeren daha küçük bir tank bulunur. Endüstriyel su yumuşatıcının reçine deposuna sabitlenen bir kontrol valfi, sistemin önceden ayarlanmış bir zamanın geçmesine bağlı olarak yeniden şarj veya rejenere olmasına neden olur veya su arıtımını ölçer ve önceden ayarlanmış galon sayısı temelinde rejenerasyon başlatır.

Rejenerasyon başlatıldığında, ilk adım, reçine tabakasını ham su ile yıkayıp reçineyi tüy haline getirmek ve birlikte gelen kir ve tortuları kaldırmaktır. Daha sonra tuzlu su deposundan, tuzlu su çözeltisini yavaşça yerinden çıkartmak için ham suyun yavaşça çekilmesi ile izlenen belirli bir süre (belirteç hacmi ve su akışı suyu sertliği fonksiyonu olarak belirlenmiş) bir tuz oranında tuzlu sudan düşülür. Ardından kalan tuzu reçine yatağından tamamen boşaltmak için daha hızlı bir ham su akışı izler. Bu sürecin tamamı boyunca, kontrol vanası, ham suyun hizmete girmesini engeller ya da ham suyun yenilenme sırasında yumuşatıcıyı by-pass etmesini sağlar. Yumuşak suyun kesilmemesi için genellikle iki paralel endüstriyel su yumuşatıcısı birlikte çalıştırılır.