Carbonato di calcio 233

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Corrosion Control: Utilizzo di soda caustica al controllo della corrosione e carbonato di calcio precipitazione con Ferdous Mahmood, Bruce Utne e Patricia Gamby Il decadimento delle infrastrutture di sistema di distribuzione a causa della corrosione è una grande sfida per servizi idrici nel 21 ° secolo. Oltre ai problemi dell'acqua rossi che normalmente derivano dalla corrosione dei tubi di distribuzione in ghisa senza fodera, vi sono numerosi altri problemi associati alla corrosione pipeline che influenzano la qualità dell'acqua e il costo di funzionamento e mantenimento di un sistema di distribuzione. Generalmente, l'obiettivo di strategie di controllo della corrosione è non solo di ridurre la corrosione delle condotte di distribuzione, ma anche per ridurre al minimo il rilascio di piombo e rame da impianti idraulici residenziali. Piombo e rame sono regolati sotto il piombo e il rame Regola del Safe Drinking Water Act e in molti casi determinare la tecnica di trattamento controllo della corrosione impiegato dalle società di servizi. Due tecniche di trattamento comunemente utilizzati per controllare il rilascio di piombo e rame comprendono abbassando la corrosività di acqua con regolazione del pH e / o con l'aggiunta di un inibitore di corrosione. Aumentando il pH diminuisce la solubilità del piombo e rame in acqua e può portare alla formazione di un precipitato insolubile carbonato di calcio lungo la parete del tubo. La deposizione di carbonato di calcio in tubi può contribuire a ridurre la corrosione fornendo una barriera sulla parete del tubo, che impedisce all'acqua di entrare in contatto con e corrosione del materiale del tubo. Analogamente, inibitori di corrosione possono ridurre la corrosione dei tubi del sistema di distribuzione e prevenire piombo e dissoluzione di rame formando un rivestimento insolubile di ortofosfato metallico. Utilità spesso impiegano la regolazione del pH come una strategia di controllo della corrosione in quanto gli impianti di trattamento hanno già sistemi di alimentazione chimici. Per acque con moderati ad alti livelli di durezza e alcalinità, aumentando il pH dell'acqua finito possono anche promuovere la precipitazione di carbonato di calcio all'interno del sistema di distribuzione. deposizione eccessiva, tuttavia, ridurrà notevolmente la capacità di carico idraulica dei tubi. Questo problema è particolarmente vero per le utenze che utilizzano la calce per la regolazione del pH post trattamento. Lime aggiunge ioni calcio e aumenta il pH che sposta la distribuzione di alcalinità carbonatica da bicarbonato (HCO3-1) al carbonato (CO3-2) alcalinità. Quando la concentrazione di ioni calcio e carbonato superano il prodotto di solubilità, si forma carbonato di calcio precipitato. Pertanto, se viene aggiunta indiscriminatamente calce, il risultato può essere una quantità eccessiva di calcio carbonato di precipitazione in impianti postali stoccaggio trattamento o nel sistema di distribuzione. condizioni di qualità dell'acqua per ottenere acqua pH finale di 7,5 con calce o soda caustica senza Carbonato di calcio precipitazioni (con 1 mg / L Oltre ortofosfato). Clicca qui per ingrandire L'esperienza ha dimostrato che è difficile sviluppare una deposizione uniforme del carbonato di calcio in tutto il sistema di distribuzione. Deposizione verifica generalmente vicino all'impianto di trattamento e meno protezione è fornito come l'acqua viaggia più lontano dalla pianta, in genere in cui si trovano i piombo e rame infissi contenenti. Per evitare una riduzione della capacità di carico idraulico di tubi, strategie di controllo della corrosione sono generalmente evoluto in produzione di un acqua bassa corrosività con un potenziale formazione di bassa scala. Come linea guida, l'acqua in uscita dai centri di trattamento deve avere un potenziale di carbonato di calcio precipitazioni (CCPP) maggiore di 0 e inferiore a 10 ppm per fornire protezione senza contribuire alla deposizione eccessivo entro il sistema di distribuzione. Un mezzo possibile per ridurre la corrosività dell'acqua, riducendo al minimo l'eccesso di deposizione del carbonato di calcio è quello di passare da sostanze chimiche dopo il trattamento per la regolazione del pH da calce alla soda caustica. soda caustica, o idrossido di sodio (NaOH), aumenterà il pH dell'acqua senza aggiungere ioni di calcio che sono necessarie per la precipitazione di carbonato di calcio che si verifichi. Di conseguenza, per una data regolazione del pH, soda caustica dovrebbe ridurre il potenziale precipitazione di carbonato di calcio rispetto a calce. In alcuni casi, tuttavia, vi è sufficiente calcio già presente nell'acqua che soda caustica non può fornire alcun vantaggio significativo rispetto calce in termini di riduzione del carbonato di calcio potenziale precipitazione dell'acqua finito. Oltre alla concentrazione di fondo di calcio, il pH iniziale desiderato pH finale dell'acqua, alcalinità, e la temperatura anche svolgere un ruolo significativo nel determinare se la soda caustica sarà in grado di ridurre il CCPP dell'acqua rispetto a calce. A causa dei numerosi fattori che influenzano il carbonato di calcio precipitazione, un'analisi coprono una vasta gamma di condizioni di qualità dell'acqua deve essere eseguito per determinare quando soda caustica può fornire un vantaggio rispetto calce in termini di controllo della corrosione e riducendo la precipitazione di carbonato di calcio in serbatoi d'acqua finiti e sistemi di distribuzione. analisi di casi di studio Una è stata effettuata per il Washington acquedotto che fornisce acqua a Washington e Virginia del Nord. Il Washington Acquedotto gestisce due impianti di trattamento delle acque di superficie, con una capacità di trattamento combinato di 315 MGD. L'impianto di trattamento delle acque di Dalecarlia, che è la più grande delle due strutture, prevede un trattamento convenzionale composta da pre-sedimentazione, miscelazione rapida, flocculazione, sedimentazione, filtrazione e dei media. Attualmente, la calce è aggiunta per aggiustare il pH dell'acqua finito dopo filtrazione e prima della distribuzione. Il pH dell'acqua finito generalmente compreso tra 7,5 e 8,5. Il Rothberg, Tamburini e Winsor (RTW) Modello di Controllo della corrosione e di processo chimica (AWWA, 1996) è stato utilizzato per valutare e confrontare l'uso di soda caustica e calce per la regolazione del pH dell'acqua finito. Il modello di RTW utilizza equilibrio chimica per prevedere parametri di qualità dell'acqua ed è stato ampiamente utilizzato per valutare il potenziale di corrosione dell'acqua nei sistemi di distribuzione. Il modello calcola due indici di corrosione di uso comune, il potenziale di carbonato di calcio precipitazioni (CCPP) e l'indice di saturazione Langelier (LSI). Entrambi gli indici forniscono una misura della formazione scala potenziale dell'acqua. Il modello di RTW è stato utilizzato per calcolare la CCPP dell'acqua finita con la qualità dell'acqua storica e utilizzare i dati chimici in Dalecarlia WTP. Come sarebbe previsto dalle grandi quantità di carbonato di calcio precipitato che si sono accumulati nel serbatoio dell'acqua finito, il modello RTW predetto che significativa deposizione carbonato di calcio si sarebbe verificato nelle condizioni operative correnti. Il modello ha anche indicato che la CCPP varia durante tutto l'anno con una maggiore CCPP in coincidenza con i mesi più caldi dell'anno in cui il carbonato di calcio è meno solubile. Il pH dell'acqua finito variava tra 7 e 8 a seconda della stagione dell'anno. Una costante di acqua pH finale di 8,5 è desiderabile ridurre la corrosività dell'acqua se inibitori di corrosione non sono stati utilizzati. Il modello RTW è stato poi utilizzato per calcolare la CCPP che si sarebbe verificato se il pH dell'acqua finito è stato mantenuto a 8,5 con calce o soda caustica per lo stesso periodo storico. Dallo studio è emerso che la soda caustica ridurrebbe la CCPP rispetto a calce. Tuttavia, per un'acqua pH finale di 8,5, il CCPP era ancora maggiore dell'intervallo target inferiore a 10 mg / l CaCO3 per la maggior parte dell'anno per entrambe le sostanze chimiche. Questo risultato è attribuito al fatto che l'acqua filtrata conteneva quantità sufficiente di durezza del calcio e l'alcalinità bicarbonato (circa 80 mg / L e 50 mg / L come CaCO3, rispettivamente) per la precipitazione di carbonato di calcio. Di conseguenza, per il Washington acquedotto, soda caustica non sarebbe fornire un vantaggio significativo rispetto calce in termini di riduzione della quantità di deposizione di carbonato di calcio nel serbatoio dell'acqua finito e nel sistema di distribuzione. Anche se la soda caustica non sarebbe molto benefica per il Washington Acquedotto, ci sono alcune condizioni di qualità dell'acqua in cui caustica potrebbe fornire qualche beneficio nel corso di calce. Le figure seguenti mostrano i risultati del modello RTW corre a 25 Le regioni ombreggiate nella figura rappresentano le condizioni di qualità dell'acqua per i quali i rispettivi prodotti chimici possono essere utilizzati senza precipitazione del carbonato di calcio (CCPP 0 mg / L). La regione blu indica le condizioni di qualità dell'acqua in cui sia calce e soda caustica potrebbero essere utilizzati per ottenere un pH dell'acqua finita di 7.5, senza precipitazione di carbonato di calcio. La regione grigia indica le condizioni di qualità dell'acqua dove solo soda caustica potrebbe essere usato per regolare il pH, e l'uso di calce produrrebbe eccessiva precipitazione. Ad esempio, quando la durezza del calcio è 30 mg / L come CaCO3, calce può essere utilizzato per aumentare da pH 6 a 7.5 senza eccessiva precipitazione solo se l'alcalinità è inferiore a 70 mg / L. soda caustica deve essere utilizzata per impedire la precipitazione eccessivo per acque alcalinità elevati (superiori a 200 mg / L come CaCO3). Quando la durezza del calcio è 90 mg / L come CaCO3, calce può essere utilizzato per aumentare da pH 6 a 7.5 senza eccessiva precipitazione solo se l'alcalinità è inferiore a 50 mg / L. soda caustica deve essere utilizzata per impedire la precipitazione eccessivo per acque alcalinità superiori, ma solo se l'alcalinità è inferiore a 110 mg / L. Questi risultati sono applicabili a 25 0C. Per temperature inferiori, una più ampia gamma di condizioni di qualità dell'acqua può essere usata per regolare il pH con calce e soda caustica. Conclusione Il decadimento dei tubi del sistema di distribuzione è una sfida importante per servizi idrici nel 21 ° secolo. Un modo per ridurre la corrosione dei tubi è di produrre acqua che è non corrosivo per metalli come ghisa, piombo e rame. Acqua non corrosivo non solo prolungare la durata dei tubi, ma anche ridurre i livelli di piombo e di rame in acqua. Un modo per ridurre la corrosività dell'acqua è di aumentare il pH. Questo aumento può essere facilmente raggiunto presso l'impianto di trattamento dove le sostanze chimiche e sistemi di alimentazione sono già disponibili per la regolazione del pH. Per alcune acque, aumentando il pH può causare eccessiva precipitazione di carbonato di calcio. Questa precipitazione può causare eccessiva deposizione del precipitato in acqua clearwells finiti e diminuita capacità idraulica di tubi. L'uso di soda caustica invece di calce può ridurre carbonato di calcio precipitazione pur realizzando il pH dell'acqua finito desiderato. Tuttavia, il vantaggio di utilizzare soda caustica nel corso di calce può essere realizzato solo in determinate condizioni di qualità dell'acqua. In generale, soda caustica fornisce qualche beneficio nel corso di calce per le acque dolci. Il vantaggio di caustica sopra calce diminuisce all'aumentare della durezza di calcio. Gli autori: Ferdous Mahmood è un Project Engineer a Malcolm Pirnie, Inc. Bruce Utne è Direttore di produzione di acqua a Newport News Waterworks. Patricia Gamby è capo di Waterworks / ambientale / Elettrica presso la Divisione Acquedotto Washington gli Stati Uniti Army Corps of Engineers. SEGUICI SU SOCIAL MEDIA