Pojemność kwasowa (KS 4.3) opisuje zdolność wody do neutralizowania kwasów. Wskazuje, ile kwasu należy dodać, aby obniżyć wartość pH wody do określonej wartości. Pojemność kwasowa jest zwykle podawana w milimolach na litr (mmol/L) lub miligramach węglanu wapnia na litr (mg/L CaCO₃).

W praktyce uzdatniania wody i oczyszczania ścieków pojemność kwasowa jest ważnym parametrem służącym do oceny właściwości buforujących wody i zapewnienia stabilności wartości pH w procesach technicznych.

Techniczne podstawy pojemności kwasowej

Pojemność kwasowa jest zasadniczo określana przez zasadowość wody, która zależy głównie od rozpuszczonych wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków. Związki te działają jak substancje buforowe i neutralizują jony wodorowe wprowadzane przez kwasy.

Wartość pojemności kwasowej zależy od wartości pH, przy której dokonywany jest pomiar. Zazwyczaj pojemność kwasowa jest mierzona do pH 4,3, ponieważ większość wodorowęglanów jest całkowicie przekształcana w kwas węglowy przy tej wartości.

Znaczenie pojemności kwasowej

Pojemność buforowa i stabilność pH

• Pojemność kwasowa wskazuje, jak stabilna pozostaje wartość pH wody po dodaniu kwasu. Wysoka KS-oznacza silny efekt buforowania, który zapobiega niepożądanym wahaniom pH.
• Zwłaszcza w biologicznych oczyszczalniach ścieków, takich jak zbiorniki napowietrzające lub beztlenowe biogazownie, stabilne warunki pH są niezbędne dla wzrostu i aktywności mikroorganizmów.

Ochrona przed korozją

• Wystarczająca pojemność kwasowa zapobiega spadkom wartości pH, które mogą prowadzić do korozji rurociągów, wymienników ciepła i innych systemów technicznych.

Wymagania chemiczne

• Pojemność kwasowa jest wykorzystywana do dozowania kwasów w procesach takich jak wytrącanie, zmiękczanie lub korekta pH.

Ochrona przed wodą

• Pojemność kwasowa jest wskaźnikiem zdolności zbiornika wodnego do neutralizowania zewnętrznych kwasów (np. pochodzących z kwaśnych deszczy lub ścieków przemysłowych) i dlatego odgrywa ważną rolę w równowadze ekologicznej.

Zastosowanie pojemności kwasowej w praktyce

1. uzdatnianie wody

Pojemność kwasowa jest kluczowym parametrem w uzdatnianiu wody pitnej i procesowej:

• Równowaga kwasów wapniowych i węglowych:

  • Kontrolowana pojemność kwasowa jest wymagana do utrzymania wody w równowadze chemicznej, która minimalizuje zarówno korozję, jak i tworzenie się kamienia.

• Dozowanie dwutlenku węgla lub kwasów:

  • Podczas zmiękczania poprzez dodanie mleka wapiennego, pojemność kwasu jest monitorowana w celu dozowania odpowiedniej ilości środka strącającego.

2. oczyszczanie ścieków

Pojemność kwasowa odgrywa decydującą rolę w oczyszczaniu ścieków, zwłaszcza w procesach z reaktorami biologicznymi:

• Proces osadu czynnego:

  • Mikroorganizmy w osadzie czynnym wytwarzają kwasy podczas rozkładu substancji organicznych. Wystarczająca pojemność kwasowa zapewnia, że wartość pH pozostaje w optymalnym zakresie 6,5-8,5.

• Denitryfikacja:

  • Podczas eliminacji azotu wytwarzane są kwasy, które muszą zostać zneutralizowane przez efekt buforowy wody.