Умягчение известью (также известное как известковое масло , известково-содовая обработка или процесс Кларка ) [ 1] — это тип обработки воды , используемый для умягчения воды , при котором используется добавление известковой воды ( гидроксида кальция ) для удаления жесткости (отложений солей кальция и магния ) путем осаждения . Этот процесс также эффективен для удаления различных микроорганизмов и растворенных органических веществ путем флокуляции . [2]
Умягчение известью впервые было использовано в 1841 году для очистки воды реки Темзы . Процесс расширялся в использовании, поскольку были обнаружены другие преимущества процесса. Умягчение известью значительно расширилось в использовании в начале 1900-х годов, поскольку расширилось промышленное использование воды. Умягчение известью обеспечивает мягкую воду, которая в некоторых случаях может быть использована более эффективно для теплопередачи и различных других промышленных целей.
При добавлении извести в виде известковой воды в сырую воду повышается pH и смещается равновесие карбонатных видов в воде. Растворенный диоксид углерода (CO 2 ) превращается в бикарбонат (HCO−
3) и затем карбонат (CO2-3
). Это действие вызывает осаждение карбоната кальция из-за превышения произведения растворимости. Кроме того, магний может осаждаться в виде гидроксида магния в реакции двойного замещения . [3]
В этом процессе как кальций (и в некоторой степени магний) в сырой воде, так и кальций, добавленный с известью, осаждаются. Это контрастирует с ионообменным умягчением, где натрий обменивается на ионы кальция и магния. При известковом умягчении происходит существенное снижение общего количества растворенных твердых веществ (TDS), тогда как при ионообменном умягчении (иногда называемом цеолитным умягчением) нет существенного изменения уровня TDS.
Умягчение известью также можно использовать для удаления из воды железа , марганца , радия и мышьяка .
Умягчение известью теперь часто сочетается с новыми мембранными процессами для сокращения потоков отходов. Умягчение известью может применяться к концентрату (или отходному потоку) мембранных процессов, тем самым обеспечивая поток со значительно сниженной жесткостью (и, следовательно, TDS), который может быть использован в готовом потоке. Кроме того, в случаях с очень жесткой исходной водой (часто это происходит на заводах по производству этанола на Среднем Западе США ) умягчение известью может использоваться для предварительной обработки мембранной питательной воды.
Умягчение извести производит большие объемы смеси карбоната кальция и гидроксида магния в очень мелкодисперсном белом осадке, который также может содержать некоторое количество органического вещества, флоккулированного из сырой воды. Переработка или утилизация этого шламового материала может быть дополнительным расходом для процесса. Сушка и повторная прокалка отходов позволяет почти полностью перерабатывать известь, но сушка и повторная прокалка обходятся дороже, чем производство новой извести из известняка.