334 9 Trattamenti delle acque grezze Gli ioni carbonato così formati reagiscono con il calcio presente nell acqua, che a questo punto proviene sia dalla durezza che dalla calce aggiunta, precipitando come carbonato di calcio. La reazione complessiva, in forma molecolare, è la seguente: Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2 CaCO3 +2 H2O (9.9) Tutti i bicarbonati sono pertanto trasformati in carbonati che precipitano sia il Ca2+ equivalente alla durezza temporanea che quello aggiunto con la calce. L azione nei confronti dello ione magnesio si basa sulla precipitazione dell idrossido di magnesio: Ca(OH)2 + Mg2+ Mg(OH)2 + Ca2+ (9.10) Questa reazione elimina il magnesio, ma non ha alcun effetto sulla durezza in quanto il magnesio è stechiometricamente sostituito dal calcio. In altre parole l idrossido trasforma la durezza magnesiaca in una equivalente durezza calcica. La calce viene ulteriormente consumata per la reazione con la CO2 disciolta: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O (9.11) Che è la somma delle due reazioni: CO2 + 2OH CO2 3 + H2O Ca2+ + CO2 3 CaCO 3 (9.12) Riassumendo, la calce tramite la (9.9) ha eliminato la durezza temporanea, tramite la (9.10) ha eliminato il magnesio senza cambiare la durezza, come non ha cambiato la durezza residua l eliminazione della CO2 tramite la (9.11). Quindi, per la valutazione della calce da aggiungere si dovrà tenere conto della durezza temporanea, della durezza magnesiaca e della CO2 disciolta. Nella pratica operativa, per assicurare la completa precipitazione dell idrossido di magnesio e la rapida formazione dei precipitati, è necessario utilizzare un eccesso di calce rispetto alle quantità stechiometriche di circa il 5 10%. esempio 9.3 L analisi di un campione di acqua ha dato i seguenti risultati: speCie CHimiCa CO2 Ca2+ Mg2+ HCO 3 ConCenTrazione (mg/l) 22 100 10 120 Dovendone trattare 500 m3/h, determinare la quantità stechiometrica di calce necessaria al trattamento e la massa di precipitato secco. I risultati ed i calcoli sono riportati nella tabella seguente. Le prime cinque righe si riferiscono ai dati del problema così elaborati: 1. la colonna delle portate in massa è ottenuta moltiplicando la concentrazione per la portata di acqua (500 m3/h); 2. la colonna della portata molare è ottenuta dividendo la portata in massa per la massa molare; è ottenuta sommando le portate molari di HCO 3 e CO2. 3. la portata molare di CO 2 3 09a CAPITOLO_313-362.indd 334 27/04/12 11.55
