Universidad Central del Ecuador

Facultad de Ingeniería Química

Escuela de Ingeniería Química

Laboratorio de Análisis Químico

Proyecto de clase

ABLANDAMIENTO DE AGUAS CON CAL-CARBONATO Integrantes: Benalcázar Valeria Mosquera Héctor Salinas Macarena Yunda Enrique Duran Francis

Quito-Ecuador

2012

ABLANDAMIENTO DE AGUAS

Cuando el agua contiene una cantidad significativa de calcio y magnesio, es

llamada agua dura. El agua dura que se conoce para bloquear los tubos y

evitar la disolución de jabón y detergentes. El ablandamiento del agua es una

técnica que mejora la eliminación de los iones que el agua hará que sea difícil,

la mayoría de los casos en los iones de calcio y magnesio. Durante el

ablandamiento también puede eliminar los iones de hierro. La mejor manera de

ablandar el agua y "uso de la unidad de descalcificación de agua y conectarla

directamente a la fuente de agua.

¿Qué es un ablandador de agua?

Un ablandador de agua es un elemento utilizado para ablandar el agua, la

eliminación de los minerales que causan la dureza.

TRATAMIENTO DE DUREZA POR CAL CARBONATO

La dureza es el parámetro de diseño para unidades de ablandamiento por

intercambio iónico.

El proceso de suavización con cal hace uso de cal o carbonato de sodio con

cal, con el objetivo de precipitar la dureza ocasionada por calcio y magnesio.

Se pueden encontrar muchas modificaciones a este proceso, que dependen del

tipo de dureza presente en el agua y de la dureza deseada en el agua al

finalizar el proceso. A continuación se discutirán las reacciones químicas

involucradas en la suavización con cal y cal-carbonato de sodio, así como

algunas de las modificaciones a este proceso y sus respectivas aplicaciones.

Reacción 1: La cal reacciona con el dióxido de carbono. Esta es la primera reacción y se presenta antes de que el pH se eleve tanto dando lugar a que otras reacciones ocurran. Aunque al dióxido de carbono no se le considera como dureza, esta reacción debe ser considerada al calcular la dosis de cal y la generación de lodos. Si el dióxido de carbono está presente en altas concentraciones, generalmente arriba de los 10 mg/L, se deben considerar métodos alternativos de remoción de dióxido de carbono, tales como la aireación.

Reacción 2: La cal reacciona con la dureza del carbonato, expresada como

bicarbonato de calcio. Un mol de cal es requerida por cada mol de calcio

removido.

Reacciones 3 y 4: La dureza del bicarbonato de magnesio se convierte a

carbonato de magnesio en la reacción 3, después se precipita como hidróxido

de magnesio en la reacción 4. Dos moles de cal son requeridas por cada mol

de magnesio removido. La segunda reacción requiere un exceso de cal

aproximadamente 35 mg/L para aumentar el pH al nivel requerido que en este

caso es de 10.8 o mayor.

Reacciones 5 y 6: Para remover la dureza de compuestos no carbonatados,

se requieren tanto la cal como de carbonato de sodio. Un mol de cada una se

requieren para remover un mol de dureza no-carbonatada.

En la reacción 5, se produce dureza no-carbonatada de calcio. No hay un

cambio en la dureza en la reacción 5. Entonces, se agrega el de carbonato de

sodio para precipitar esta dureza de calcio, tal como se muestra en la reacción

6.

¿Por qué no aplicar el ablandamiento del agua?

El ablandamiento del agua es un proceso importante, ya que reduce la dureza

del agua doméstica y haciende. La agua dura pueden obstruir las tuberías y

para evitar la disolución del jabón y el suavizante pueden prevenir estos efectos

negativo. El agua dura causa un alto riesgo de los depósitos de cal en los

sistemas de agua en el hogar. Para la formación de estos obstáculos, las

tuberías están obstruidas y la eficiencia de las calderas y los tanques se

reduce. Esto aumenta el costo de calentamiento del agua sanitaria en

aproximadamente un 15-20%. Otro efecto negativo de estos depósitos es que

el daño de la maquinaria nacional, tales como lavandería. Ablandar el agua se

incrementará la duración de la maquinaria nacional y la longitud de las tuberías.

También contribuye a un mejor rendimiento y mayor vida útil de los sistemas de

calefacción solar, unidades de aire acondicionado y muchas otras aplicaciones

¿Qué hace un ablandador de agua?

Ablandadores de agua son los intercambiadores de iones específicos, para la

eliminación de los iones con carga positiva, ya que eliminan principalmente los

iones de calcio (Ca2 +) y magnesio (Mg 2 +), a menudo referido como

"minerales de dureza" ablandadores son algunas veces aplicada. Eliminar el

hierro: sus dispositivos puede eliminar hasta cinco miligramos por litro (5 mg / l)

de hierro disuelto. Pueden ser operados de forma automática, semiautomática

o manualmente. Cada tipo se mide en la cantidad de dureza retire primero la

necesidad de que el ablandador de agua regeneraciones. Un recoge minerales

de dureza que determinan dentro de su tanque de acondicionamiento y de vez

en cuando hace a la drenajito. Scambiatori iónicos son a menudo usados para

el ablandamiento de ' agua: cuando un intercambiador de iones se usa en estos

casos, reemplaza los iones de calcio y magnesio en el agua con otros iones,

por ejemplo, el sodio o de potasio. El intercambiador de iones se añadirán a la

reserva del intercambiador de calor en forma de sales de potasio

¿Cuánto tiempo dura un ablandador de agua?

Un ablandador de agua de buena calidad durará muchos años. Algunos de los

ablandadores que se han hecho en los años 80 todavía están funcionando y

que muchos otros tienen muy poco mantenimiento, así como de vez en cuando

se llena.

DIAGRAMA DE FLUJO DEL ABLANDAMIENTO DE AGUAS

APLICACIONES DEL ABLANDAMIENTO

TRATAMIENTO PARA POTABILIZAR AGUA

Tanto en el proceso de suavización o ablandamiento por resinas

intercambiadoras en ciclo sódico, como en el proceso de precipitación

química, ocurre una reacción de intercambio. El sodio se integra al

agua que se trata y el calcio y magnesio son retenidos en la resina o

precipitan como un lodo, en el proceso cal/soda ash.

La regeneración de la resina implica un gasto, y conlleva a un problema

de contaminación, ya que al regenerarse se agregan cantidades de

cloruro de sodio mayores a las que se requieren estequiométricamente y

el exceso va a dar al drenaje. También, en el paso de regeneración se

intercambia el calcio y el magnesio adherido a la resina (y otros cationes

que pudiesen haber sido retenidos junto con éstos) por sodio, y los

cationes desprendidos son desechados. Si no se tiene un sistema para

retener y darle tratamiento a los residuos, éstos finalmente contaminan

el agua del drenaje que ocasionalmente es tratada y reciclada para darle

uso nuevamente.

De la misma manera, si se precipitan calcio y magnesio con cal y

carbonato de sodio, se genera un residuo sólido, que es más fácil de

controlar, pero que también implica un costo en su manejo.

Por otra parte, el agua que se obtiene después del proceso sea éste por

resinas intercambiadoras o por precipitación química, ciertamente ya no

es un agua que genere incrustación de carbonato, pero el contenido de

sodio es mayor (y también su conductividad eléctrica) que en el agua

original, lo cual puede interferir para ciertos usos y procesos.

Otra ventaja de ambos proceso de ablandamiento, es que en el caso de

las resinas de intercambio, algunos metales tóxicos que el agua pudiese

tener como: plomo, cadmio, arsénico, etc. son removidos en mayor o

menor grado. En la precipitación química también son removidos los

metales tóxicos y algunos metales indeseables como fierro y manganeso,

los cuales son insolubles como hidróxidos. También el fósforo precipita

en este proceso y desde luego, al inducir a la formación de un

precipitado, los sólidos coloidales o turbidez del agua es removida en el

mismo tanque de reacción.