Comisión Nacional del Agua - Conagua

6.17. ABLANDAMIENTO CON CARBONATO DE SODIO-CAL
El principal propósito del ablandamiento con carbonato de sodio (Na2CO3) y cal
(CaO) (o cal-sal) es reducir los niveles de calcio y magnesio para lograr una dureza
total de 80 mg/l (como CaCO3) y una dureza de magnesio de 40 mg/l (como CaCO3).
El proceso tiene la ventaja adicional de ser bactericida, remover Fe y ayudar a la
clarificación de aguas superficiales, renovar algunos metales pesados (Pb, Mg y Cr)
y compuestos orgánicos.
El proceso implica las siguientes unidades: mezclado rápido, floculación,
sedimentación, recarbonatación, segunda sedimentación, filtración y cloración. Si el
agua ablandada es estabilizada con ácido en lugar de dióxido de carbono, los
procesos de recarbonatación y sedimentación secundaria se omiten. Sin embargo, la
adición de ácido incrementa la concentración de sulfatos o cloruros, mientras que el
uso de dióxido de carbono no lo hace. El empleo de la recarbonatación tiene el
objeto de adicionar CO2 para bajar el pH y convertir el exceso de hidróxido y
carbonato a iones de bicarbonatos.
El ablandamiento con cal también mejora la calidad del agua evitando la corrosión de
las tuberías y produce agua adecuada para calentadores y sistemas de enfriamiento.
El proceso normal de ablandamiento puede operar con picos de turbiedad de 500 a
1000 UTN debido a que la alta cantidad de cal adicionada (para ablandar) actúa
como coagulante. Más aún, la remoción de turbiedad y la operación del filtro se
pueden mejorar si se adicionan coagulantes metálicos como sulfato de aluminio o
hierro junto con la cal. La recirculación de la cal después del tratamiento de lodos es
una ventaja del proceso.
La soda es un polvo blanco grisáceo que contiene como mínimo 98% de carbonato
de sodio.
El dióxido de carbón es un gas incoloro que se utiliza para recarbonatar y estabilizar
el agua ablandada. Se produce al quemar un combustible que puede ser carbón,
petróleo, gas, etc. Se cuida la relación del combustible/aire en el generador de CO2
para lograr una completa combustión. El gas se produce en la cámara a presión y es
pasado a través de difusores al tanque de tratamiento. Hay muchos fabricantes de
equipos de recarbonatación, tanto para generarlo como para alimentarlo. Las
reacciones que intervienen durante el ablandamiento por precipitación son
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓ + H2O (6.27)
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 ↓ + 2 H2O (6.28)
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓ + MgCO3 + 2H2O (6.29)
MgCO3 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + Mg(OH)2 ↓ (6.30)
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