El ablandamiento con cal (también conocido como mantequilla con cal , tratamiento con cal y soda o proceso de Clark ) [1] es un tipo de tratamiento de agua utilizado para ablandar el agua , que utiliza la adición de agua de cal ( hidróxido de calcio ) para eliminar la dureza (depósitos de sales de calcio y magnesio ) por precipitación . El proceso también es eficaz para eliminar una variedad de microorganismos y materia orgánica disuelta mediante floculación . [2]
El ablandamiento con cal se utilizó por primera vez en 1841 para tratar el agua del río Támesis . El uso del proceso se amplió a medida que se descubrieron otros beneficios del proceso. El uso del ablandamiento de cal se expandió enormemente a principios del siglo XX a medida que se expandió el uso de agua industrial. El ablandamiento con cal proporciona agua blanda que, en algunos casos, puede usarse de manera más efectiva para la transferencia de calor y otros usos industriales.
A medida que se agrega cal en forma de agua de cal al agua cruda, el pH aumenta y el equilibrio de las especies de carbonatos en el agua cambia. El dióxido de carbono disuelto (CO 2 ) se transforma en bicarbonato (HCO−
3) y luego carbonato (CO2-3
). Esta acción hace que el carbonato de calcio precipite debido a que se excede la solubilidad del producto. Además, el magnesio se puede precipitar como hidróxido de magnesio en una reacción de doble desplazamiento . [3]
En este proceso se precipita tanto el calcio (y en parte el magnesio) del agua bruta como el calcio añadido con la cal. Esto contrasta con el ablandamiento por intercambio iónico , donde el sodio se intercambia por iones de calcio y magnesio. En el ablandamiento con cal, hay una reducción sustancial en los sólidos disueltos totales (TDS), mientras que en el ablandamiento por intercambio iónico (a veces denominado ablandamiento con zeolita ), no hay cambios significativos en el nivel de TDS.
El ablandamiento con cal también se puede utilizar para eliminar el hierro , el manganeso , el radio y el arsénico del agua.
El ablandamiento con cal ahora se combina a menudo con procesos de membrana más nuevos para reducir los flujos de desechos. El ablandamiento con cal se puede aplicar al concentrado (o corriente de rechazo) de los procesos de membrana, proporcionando así una corriente de dureza sustancialmente reducida (y por lo tanto TDS), que se puede usar en la corriente terminada. Además, en casos con fuentes de agua muy duras (que suele ser el caso en las plantas de producción de etanol del medio oeste de EE. UU .), se puede utilizar el ablandamiento con cal para pretratar el agua de alimentación de la membrana.
El ablandamiento con cal produce grandes volúmenes de una mezcla de carbonato de calcio e hidróxido de magnesio en un precipitado blanco muy finamente dividido que también puede contener algo de materia orgánica floculada del agua cruda. El procesamiento o eliminación de este material de lodo puede representar un costo adicional al proceso. Secar y recalcinar los residuos permite reciclar casi por completo la cal, pero secar y recalcinar es más caro que producir cal nueva a partir de piedra caliza.