Удаление из воды углекислоты (диоксида углерода) – декарбонизация - один из этапов очистки как питьевой, так и технической воды, необходимая процедура при подготовке воды для полива и перед поступлением воды в трубопроводы и оборудование котельных. Удаление производится как механически, так и химически.
Необходимость включения в перечень водоподготовительных мероприятий удаление углекислоты обусловлена крайне агрессивным воздействием диоксида углерода на металл трубопроводов и оборудование тех же котельных. Точнее – как таковая углекислота не взаимодействует с металлом – зато играет роль катализатора, который создает условия для интенсификации процесса кислородной коррозии. Из значимых негативных влияний – диоксид углерода разрушительно действует и на бетон: его поверхность становится более хрупкой.
Более всего страдают от избытка углекислоты системы теплоснабжения.
Методы удаления углекислоты из воды условно делят на две группы:
- - механические (физические);
- - химические.
Физические методы удаления углекислоты (аэрация)
Процесс механического удаления диоксида углерода – наименее энергозатратный, хотя при больших объемах водопотребления обеспечить достаточные мощности для снижения концентрации углекислоты в воде сложно. Механический метод удаления – или аэрация – предполагает обеспечение как можно более полного и обширного по площади контакта воды и воздуха. За счет того, что парциальное давление диоксида углерода в воздухе минимально, свободная углекислота вполне естественно переходит в него из воды.
Эффективность метода тем выше, чем больше будет площадь контакта воды и воздуха. Попутно из воды удаляется и сероводород: его переход в воздух происходит при тех же условиях, что и у диоксида углерода.
Если задачи водоподготовки предполагают максимально полную дегазацию воды, то обеспечения простого контакта воды и воздуха (аэрации) недостаточно. Углекислота в этом случае выводится из воды методом деаэрации – доведения до кипения нагревом или снижением давления – вместе с кислородом, сероводородом и метаном.
Использование деаэрации для удаления из воды диоксида углерода энергозатратно. Но, если в комплекс водоподготовительных мер входит удаление из воды не только углекислоты и сероводорода, но и кислорода – затраты на устройство термических деаэраторов или вакуумных дегазаторов оправдываются.
Химические методы декарбонизации
Используются куда реже, чем мощные универсальные дегазаторы (декарбонизаторы) или специализированные аэраторы. Химический метод удаления углекислоты предполагает применение реагентов, с помощью которых показатель pH воды сдвигается в сторону увеличения. Вода подщелачивается, избыток кислоты удаляется из неё, будучи связанным с реагентом.
Для подщелачивания воды используются:- - известь;
- - едкий натр;
- - мрамор (в виде фильтра с загрузкой из песчано-мраморной смеси);
- - мел;
- - сода.
- - если уровень жесткости воды на выходе из системы водоочистки не имеет значения, то в качестве реагента можно использовать известь;
- - если жесткость воды требуется минимизировать (но и диоксид углерода удалить) то в качестве реагента выбирается либо сода, либо едкий натр (гидроксид натрия);
При небольших объемах водопотребления для удаления углекислоты достаточно фильтра с песчано-мраморной загрузкой. Фильтр этого типа хорошо справляется как с механической очисткой воды, так и с удалением диоксида углерода в автономных системах водоснабжения или в системах с небольшим количеством потребителей.