Abrandamento
ÁGUA DURA.
O termo água dura foi originado em razão da dificuldade de lavagem de roupas, com águas contendo elevada concentração de certos íons minerais. Esses íons reagem com sabões formando precipitados e evitam a formação de espuma.
Os íons são provenientes de depósitos subterrâneos, como o calcário (CaCO3) ou a dolomita (CaCO3. MgCO3) que agregam à composição da água uma quantidade excessiva de íons Ca2+ e Mg2+, na forma de bicarbonatos (HCO3-), nitratos (NO3-), cloretos (Cl–) e sulfatos (SO42-).
Dependendo da concentração deles, a água passa a ser classificada da seguinte maneira: água branda (com teores entre 0 e 40 mg/L), água moderada (com teores entre 40 e 100 mg/L), água dura (com teores entre 100 e 300 mg/L), água muito dura (com teores entre 300 e 500 mg/L) e água extremamente dura (com teores acima de 500 mg/L).
Essa água é imprópria para o abastecimento de equipamentos geradores de vapor. As caldeiras indústrias requerem o uso de água com baixa dureza, pois o cálcio e magnésio possuem características naturais de se agregarem nas paredes das tubulações. Em altas temperaturas cristalizam-se formando incrustações, causando sérios danos às caldeiras, tais como: diminuição da eficiência na geração do vapor e aumento da temperatura de película do metal, além da possibilidade de rompimento de tubos e explosões.
ABRANDAMENTO
O tratamento da água dura para a retirada de Ca2+ e Mg2+ é conhecido por abrandamento e pode ser realizado de duas maneiras: Precipitação química e troca iônica.
Abrandamento por precipitação química.
Metodologia:
O processo se dá por adição de cal (CaO) e carbonato de sódio (Na2CO3). A cal é utilizada para elevar o pH da água fornecendo a alcalinidade necessária, enquanto o carbonato de sódio pode fornecer a alcalinidade para a reação e também os íons carbonato necessários.
Reações:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + H2CO3 → CaCo3↓ +2H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCo3↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCo3↓ + MgCO3 + 2H2O
MgCO3 + Ca(OH)2 → + Mg(OH)2↓ + CaCO3↓
MgSO4 + Ca(OH)2 → + Mg(OH)2↓ + CaSO4
CaSO4 + Na2CO3 → + CaCO3↓ + Na2SO4
Vantagens:
✓ Geralmente aplicado para águas com dureza elevada; Possibilita remover da água contaminantes tais como metais pesados e outros
✓ Tecnologia bem estabelecida.
Desvantagens:
✓ Utilização de produtos químicos;
✓ Produção de lodo;
✓ Necessidade de ajustes finais, pois a água abrandada ainda possui dureza-cálcio em torno de 30 ppm de CaCO3.
Abrandamento por Troca catiônica:
Metodologia:
Consiste em fazer a água atravessar uma resina catiônica que captura os íons Ca2+ e Mg2+, substituindo-os por íons que formarão compostos solúveis e não prejudiciais ao homem, tais como o Na+. As reações seguem abaixo.
R(-SO3Na)2 + Mg 2+ → R (-SO3)2Mg + 2Na+
As resinas possuem limites para a troca iônica, ficando saturadas de Ca2+ e Mg2+ . Esta saturação recebe o nome de ciclo. Após, completado o ciclo, deve ser feita a regeneração da resina, que acontece com a adição de solução de Cloreto de Sódio (NaCl). As reações seguem abaixo.
R(-SO3)2Ca + 2Na+ → R(-SO3Na)2 + Ca 2+
R(-SO3)2Mg + 2Na+ → R(-SO3Na)2 + Mg 2+
Vantagens:
✓ Alta eficiência para remoção dos íons responsáveis pela dureza. Para remoção de Ca2+ a dureza resultante atinge valores menores que 1mg/L de CaCO3;
✓ As resinas podem ser regeneradas;
✓ Não há formação de lodo no processo.
Desvantagens:
✓ Requer um pré-tratamento da água;
✓ Ocorre saturação da resina, exigindo a sua regeneração;
✓ Requer o tratamento do efluente da regeneração.
✓ A escolha entre os processos depende das características da água a ser tratada, das necessidades e da disponibilidade de recursos de cada empresa. Vale ressaltar que a Kurita detém a tecnologia e comercializa resinas catiônicas para o abrandamento de água.
Por: Diego de Oliveira e Silva/Antonio R. P. Carvalho
