El ablandamiento con cal (también conocido como mantecado de cal , tratamiento de cal-sosa 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 por floculación . [2]
El ablandamiento con cal se utilizó por primera vez en 1841 para tratar el agua del río Támesis . El proceso se amplió a medida que se descubrieron otros beneficios del mismo. El ablandamiento con cal se amplió enormemente a principios del siglo XX, a medida que se expandía el uso del agua industrial. El ablandamiento con cal proporciona agua blanda que, en algunos casos, se puede utilizar de manera más efectiva para la transferencia de calor y otros usos industriales.
A medida que se añade cal en forma de agua de cal al agua cruda, aumenta el pH y se modifica el equilibrio de las especies de carbonato en el agua. 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 excede el producto de solubilidad. Además, el magnesio puede precipitarse como hidróxido de magnesio en una reacción de doble desplazamiento . [3]
En el proceso, tanto el calcio (y en cierta medida el magnesio) del agua cruda como el calcio añadido con la cal se precipitan. Esto contrasta con el ablandamiento por intercambio iónico , en el que el sodio se intercambia por iones de calcio y magnesio. En el ablandamiento por cal, hay una reducción sustancial de los sólidos disueltos totales (TDS), mientras que en el ablandamiento por intercambio iónico (a veces denominado ablandamiento con zeolita ), no hay un cambio significativo en el nivel de TDS.
El ablandamiento con cal también se puede utilizar para eliminar hierro , manganeso , radio y arsénico del agua.
En la actualidad, el ablandamiento con cal se combina a menudo con nuevos procesos de membrana para reducir los flujos de desechos. El ablandamiento con cal se puede aplicar al concentrado (o flujo de rechazo) de los procesos de membrana, lo que proporciona un flujo de dureza (y, por lo tanto, de sólidos disueltos totales) sustancialmente reducido, que se puede utilizar en el flujo final. Además, en los casos en que el agua de origen es muy dura (a menudo, el caso de las plantas de producción de etanol del medio oeste de los EE. UU. ), el ablandamiento con cal se puede utilizar 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 la eliminación de este material de lodo puede suponer un coste adicional para el proceso. El secado y la recalcinación de los residuos permiten reciclar casi por completo la cal, pero el secado y la recalcinación son más caros que la producción de cal nueva a partir de piedra caliza.