Kreč igra multifunkcionalnu, ekonomičnu i efikasnu hemijsku ulogu temeljca u tretmanu industrijskih otpadnih voda, a njegova funkcija seže daleko od jednostavnog prilagođavanja kiselinske{0}}baze. Njegova osnovna vrijednost leži u pretvaranju otopljenih zagađivača u vodi u nerastvorljive čvrste tvari kroz niz kemijskih i fizičkih procesa, čime se postiže odvajanje i prečišćavanje.
1. Podešavanje pH i reakcija precipitacije
Glavne komponente vapna su kalcijum oksid (CaO) ili kalcijum hidroksid (Ca(OH)₂), koji formira jako alkalno okruženje kada se rastvori u vodi. To je osnova svih njegovih funkcija.
Može brzo neutralizirati kiselu otpadnu vodu u neutralne ili alkalne uvjete, stvarajući potrebne uvjete za naknadni tretman i taloženje metala.
U alkalnim uslovima, može reagovati sa raznim ionima metala u vodi i formirati u vodi{0}}nerastvorljive hidrokside ili precipitate soli. na primjer:
Uklanjanje teških metala (kao što su bakar, nikl, cink, hrom): Cu²⁺ + Ca(OH)₂ → Cu(OH)₂↓ + Ca²⁺
Uklanjanje fosfora: Reakcija sa ortofosfatom za formiranje hidroksiapatitnog taloga: 5Ca²⁺ + 3PO₄³⁻ + OH⁻ → Ca₅(PO₄)₃(OH)↓
Uklanjanje fluorida: Formiranje precipitata kalcijum fluorida: Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓
2. Koagulacijski-koagulantni sinergijski efekat
Kreč ne samo da obezbeđuje alkalno okruženje, već i joni kalcijuma (Ca²⁺) koje proizvodi i sam talog imaju fizičko-hemijski sinergistički efekat:
Ca²⁺ može komprimirati električni dvostruki sloj koloidnih čestica u otpadnoj vodi, smanjujući njihovu stabilnost i promovirajući koloidnu koagulaciju.
Nastali mikrorastvorljivi kalcijum hidroksid i njihove flokule, tokom formiranja i sedimentacije, djeluju kao fina mreža, mehanički kapsuliraju, adsorbiraju i uklanjaju fine suspendirane čestice, organske pigmente i neke koloidne tvari u vodi, uzrokujući njihovo taloženje zajedno. Ovaj proces značajno poboljšava efikasnost uklanjanja zamućenja i boje.
3. Mogućnost naprednog tretmana za specifične zagađivače
U određenim scenarijima industrijske otpadne vode, vapno igra ključnu ulogu:
Demulzifikacija i uklanjanje ulja: Za zauljenu i emulgovanu otpadnu vodu, okruženje visokog pH može poremetiti stabilnu međuprostoru emulgovanih kapljica ulja, promovišući demulzifikaciju i odvajanje ulja.
Saponifikacija: Može saponificirati masne kiseline i druge organske tvari u otpadnoj vodi, stvarajući nerastvorljive kalcijumove sapune, koje je lakše ukloniti.
Hemijsko očvršćavanje: Za otpadne vode koje sadrže sulfide, arsenate, itd., može stvoriti stabilnije taloge kalcijeve soli, smanjujući njihovu toksičnost i migraciju.
4. Uklanjanje tvrdoće
Kreč je najefikasniji u uklanjanju "karbonatne tvrdoće" (tj. tvrdoće kalcijuma i magnezijuma vezane za jone bikarbonata). Osnovna reakcija je "alkalizacija precipitacije bikarbonata":
Uklanjanje tvrdoće kalcijuma: Ca(OH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
Ova reakcija je ključna: vanjski uvedeni joni kalcija (iz vapna) reagiraju s kalcijum bikarbonatom u vodi i formiraju precipitat kalcijum karbonata. Teoretski, uklanjanje 1 molekula kalcijum bikarbonata zahtijeva 1 molekul vapna i proizvodi 2 molekula precipitata kalcijum karbonata.
Uklanjanje tvrdoće magnezijuma: Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O
Uklanjanje magnezijuma zahteva viši pH (obično iznad 10,5) jer magnezijum hidroksid ima manju rastvorljivost. Kreč prvo pretvara magnezijum karbonat u talog magnezijum hidroksida, dok istovremeno pretvara povezane ione bikarbonata u talog kalcijum karbonata.
U aplikacijama koje zahtijevaju dubinsko omekšavanje otpadnih voda (istovremeno uklanjanje karbonatne i ne-nekarbonatne tvrdoće), obično se koristi "proces vapna{1}}soda".
Kreč (Ca(OH)₂): Uklanja karbonatnu tvrdoću (kao što je gore opisano).
Soda soda (Na₂CO₃): uklanja tvrdoću koja nije -karbonatna. na primjer:
CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl
MgSO₄ + Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaCO₃↓ + Na₂SO₄
Ovaj kombinovani proces može smanjiti ukupnu tvrdoću na nizak nivo pri odgovarajućem pH.