¿Qué son la dureza y la alcalinidad del agua? Cual es la relacion entre ellos?

Al diseñar un sistema de ablandamiento de agua, la dureza (YD) y la alcalinidad (JD) del agua son dos parámetros comunes e importantes, ¿qué significan? ¿Y cuál es la relación entre ellos?

Dureza (YD)

La dureza generalmente se refiere al contenido de iones de calcio y magnesio (Ca2+, Mg2+) en el agua, que es un indicador técnico importante para medir si las calderas y otros equipos de calefacción son fáciles de causar incrustaciones, el papel principal de los ablandadores de agua es eliminar o reducir los iones de calcio y magnesio en el agua.

Por lo general, el agua que contiene dureza se llama agua dura, y el agua a la que se le quita la dureza se llama agua ablandada o agua blanda.

Los iones de calcio y magnesio son los principales cationes en el agua natural, que existen en casi todas las aguas naturales, generalmente la gente llama al contenido total de dureza de calcio y dureza de magnesio en el agua. “dureza total”, donde la dureza del calcio incluye: bicarbonato de calcio, carbonato de calcio, sulfato de calcio, cloruro de calcio, etc.; La dureza del magnesio incluye: bicarbonato de magnesio, carbonato de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de magnesio, etc.

Además, la dureza también se puede dividir en dos categorías de dureza carbonatada y dureza no carbonatada según el tipo de anión en el que consiste.

1. dureza de carbonatos

La concentración de sales compuestas por iones de calcio y magnesio y bicarbonato o carbonato en el agua se denomina dureza de carbonato. La dureza del carbonato en el agua natural suele estar dominada por el bicarbonato, por lo que el agua natural es neutra.

La dureza del carbonato en agua a alta temperatura ocurrirá en la siguiente reacción de descomposición y generará precipitación, si la precipitación en la superficie calentada se formará escala, si la precipitación en el agua de la olla se forma escoria, la escoria se puede eliminar mediante el drenaje de la caldera, pero si el drenaje no es oportuno, la escoria también se transformará en escala.

Ca(HCO₃)₂→ CaCO₃↓＋ H₂O＋CO₂↑

Mg(HCO₃)₂ →MgCO₃↓＋ H₂O＋CO₂↑

MgCO₃＋ H₂O →Mg(OH)₂↓＋ CO₂↑

1. Dureza no carbonatada

La dureza sin carbonato se refiere al agua además de carbonato, calcio, iones de magnesio y otros aniones (como sulfato, iones de cloruro, silicato, etc.) compuestos por contenido de sal.

Conteniendo dureza del agua no carbonatada en la caldera, con la concentración de evaporación de la caldera, la concentración de iones está aumentando, y el sulfato y silicato de calcio y otros productos de solubilidad y solubilidad en agua se reducirán con el aumento de temperatura, cuando la concentración de producto de iones es mayor que el producto de solubilidad se precipitará, y en la superficie de calentamiento de la escala.

Alcalinidad (JD)

La alcalinidad es la cantidad de una clase de sustancias que indica la capacidad del agua para aceptar iones de hidrógeno (H+).

La alcalinidad del agua se compone principalmente de OH-, CO32-, HCO3- y otras pequeñas cantidades de sales de ácidos débiles. En agua natural,

la mayor parte de la alcalinidad existe en forma de HCO3-, y solo una cantidad muy pequeña de agua natural, si la alcalinidad es muy alta, tendrá una pequeña cantidad de CO32- presente; El HCO3- se descompone en CO32- después del calor en el agua de la olla y se hidrolizará aún más para generar OH-. Por lo tanto, la mayor parte de la alcalinidad del agua de caldera existe en forma de CO32- y OH-.

Si el agua que contiene dureza de carbonato ingresa a la caldera, la alcalinidad en el agua de la olla se reducirá debido a la generación de incrustaciones de carbonato o escoria;

si el agua ablandada se usa como agua de alimentación de la caldera, la alcalinidad en el agua de la olla aumentará a medida que la caldera se evapore y se concentre porque el agua ablandada solo elimina la dureza y retiene la alcalinidad. Por lo tanto, cuando la alcalinidad del agua de la caldera es demasiado alta, el ablandamiento – Se requiere tratamiento de reducción alcalina.

La relación entre la dureza y la alcalinidad

Hay tres casos de dureza y alcalinidad del agua natural de la siguiente manera:

La dureza es mayor que la alcalinidad: en este tipo de agua, Ca2+ y Mg2+ primero forman dureza de carbonato con HCO3-, y el resto Ca2+ y Mg2+ forman dureza no carbonatada con otros aniones como SO42- y Cl-, la mayoría del agua natural pertenece a esta situación;

Dureza igual a la alcalinidad: en este tipo de agua, todo el Ca2+ y el Mg2+ forman dureza carbonatada con HCO3-, cuando no hay dureza no carbonatada ni alcalinidad residual, que rara vez se encuentra en el agua natural;

Dureza menor que alcalinidad: esta agua se llama agua alcalina, Ca2+, Mg2+ todas con HCO3- para formar dureza de carbonato, el HCO3- restante es con Na+, K+ para formar alcalinidad de sodio y potasio, también conocida como dureza negativa. Básicamente, no hay dureza no carbonatada en este tipo de agua, y se llama agua dura negativa o agua alcalina, y solo las áreas individuales tienen este tipo de agua natural.