Calciumcarbonaat (CaCO₃) is een veelgebruikt anorganisch zout dat van nature voorkomt in de vorm van kalksteen, marmer of krijt. Calciumcarbonaat speelt een centrale rol in industriële waterzuivering en afvalwaterbehandeling, zowel als chemisch bestanddeel van water als in relatie tot kalkaanslagproblemen en de kalk-koolzuurbalans in watercycli.
Inhoudsopgave
Technische achtergrond
Calciumcarbonaat lost in water gedeeltelijk op in de vorm van calciumionen (Ca²⁺) en carbonaationen (CO₃²-). De oplosbaarheid van calciumcarbonaat hangt sterk af van de pH-waarde, de temperatuur en de concentratie kooldioxide (CO₂) in het water.
Hard water bevat meestal hoge concentraties calcium- en magnesiumionen, waarbij calciumcarbonaat de belangrijkste oorzaak van waterhardheid is. Een hoog calciumcarbonaatgehalte kan leiden tot afzettingen in leidingen, warmtewisselaars en membranen, wat de warmteoverdracht belemmert en de efficiëntie van de systemen vermindert.
Het kalk-koolzuurevenwicht beschrijft de verhouding tussen calciumcarbonaat en opgelost kooldioxide in water. Dit evenwicht is bepalend voor de corrosie- en bezinkingseigenschappen van het water. Water dat in evenwicht is, heeft niet de neiging kalkaanslag te vormen of te corroderen.
Calciumcarbonaat in industriële waterbehandeling
Voorkomen van aanslag (scaling): In systemen zoals koelwatercircuits, boilers en omgekeerde osmose systemen kan de neerslag van calciumcarbonaat leiden tot aanzienlijke bedrijfsproblemen. Deze afzettingen, ook bekend als kalkaanslag of scaling, vormen vaste lagen op oppervlakken die de warmteoverdracht belemmeren en de efficiëntie van het systeem drastisch verminderen. Om dit te voorkomen, zijn antiscalants antiscalants en hardheidsstabilisatoren gebruikt om de kristallisatie van calciumcarbonaat te remmen of te vertragen.
Waterontharding: Bij waterontharding wordt calciumcarbonaat verwijderd door chemische neerslag of ionenuitwisseling. Bij chemische ontharding wordt calciumhydroxide of soda toegevoegd om het calciumcarbonaat neer te slaan. In het ionenuitwisselingsproces worden calciumionen vervangen door natriumionen, waardoor de hardheid van het water afneemt.
Foto: Onthardingssysteem voor kleine waterstromen(ALMA ION)
Kalk-koolzuurbalans en calciumcarbonaatverzadiging
De kalk-koolzuurbalans beschrijft de chemische balans tussen opgelost calciumcarbonaat en koolzuur (H₂CO₃) in het water. Deze balans bepaalt of het water agressief (corrosief), kalkhoudend (aanslag vormend) of in chemisch evenwicht is.
Agressief water: Als het water te weinig calciumcarbonaat bevat, kan het water een corrosief effect hebben en metalen oppervlakken aantasten. Dit gebeurt meestal met zacht water dat weinig calcium en carbonaat bevat.
Oververzadigd water: Een te hoog calciumcarbonaatgehalte leidt tot de neerslag van calciumcarbonaat, waardoor kalkaanslag ontstaat in leidingen en systemen. Deze toestand staat ook bekend als kalkaanslag.
Evenwichtstoestand: In een evenwichtstoestand is er een evenwicht tussen opgelost kooldioxide en calciumcarbonaat. In deze toestand heeft het water niet de neiging om te corroderen of aanslag te vormen.
Hardheidsstabilisatoren en antiscalants van ALMAWATECH
De ALMA AQUA -productgamma van ALMAWATECH omvat chemicaliën die gericht zijn op pH-stabilisatie, stabilisatie van hardheid en het neerslaan van calciumcarbonaat. Deze producten worden specifiek gebruikt om problemen zoals kalkaanslag te voorkomen en om de waterkwaliteit in verschillende industriële processen te optimaliseren.
Hardheidsstabilisatoren en antiscalants uit de ALMA AQUA productlijn voorkomen de vorming van calciumcarbonaatafzettingen in koelwater en omgekeerde osmose systemen. omgekeerde osmose systemen. Ze remmen de kristallisatie van calciumcarbonaat en dragen zo bij tot de efficiëntie van de systemen op lange termijn.
Foto: Hardheidsstabilisatoren, dispergeermiddelen en antiscalants uit het ALMA AQUA productassortiment
Uitdagingen voor water met een hoge calciumcarbonaatconcentratie
Scaling: Een van de grootste uitdagingen bij het gebruik van calciumcarbonaat is het risico op scaling, vooral bij geavanceerde membraansystemen zoals omgekeerde osmose. omgekeerde osmose. Zonder het gebruik van geschikte antiscalants kan ernstige kalkaanslag optreden, wat de prestaties van de membranen drastisch vermindert.
Corrosie door verkeerde dosering: Een onbalans in het kalk-koolzuursysteem kan leiden tot corrosieproblemen als het water te weinig of te veel calciumcarbonaat bevat.
Conclusie
Calciumcarbonaat is een belangrijke factor in industriële waterbehandeling en afvalwaterbehandeling, vooral met betrekking tot waterhardheid, corrosie, afzettingen en kalkaanslag. kalkaanslag. Hoge calciumcarbonaatconcentraties in water leiden tot afzettingen die de warmte-uitwisseling en de efficiëntie van systemen belemmeren. Tegelijkertijd kan een onevenwicht in het kalk-koolzuursysteem leiden tot kalkaanslag of corrosie. Het is daarom cruciaal om het calciumcarbonaatgedrag in het watercircuit onder controle te houden om afzettingen te minimaliseren en de levensduur van de systemen te verlengen. Met de juiste hardheidsstabilisatoren en antiscalantszoals in de ALMA AQUA-producten, kunnen deze problemen effectief worden opgelost en kan de werking van het systeem worden geoptimaliseerd.
