Модификация низких pH с помощью магнезии

Еще одним минеральным продуктом, используемым для повышения pH, является магнезия (оксид магния MgO). Магнезия, которая уже долгое время используется для лечения несварений, не менее успешно применяется для нейтрализации кислой воды. Первоначально использованная как добавка для питания телят, магнезия нашла свое применение в быту при обработке воды для модификации pH. Этот продукт, на 97% состоящий из MgO₃ производится в двух основных формах - зерен и более плотной гранулированной форме, выпускаемой под торговой маркой Corosex и Corosex #2. Corosex выпускается в форме зерен размером 10-40 (US mesh) и гранулированной форме с гранулами 8-16 (US mesh). Так же, как и кальцит, в процессе нейтрализации обусловленного углекислым газом кислого pH магнезия, взаимодействуя с ним, постепенно растворяется, превращаясь в бикарбонат магния.

Это приводит к повышению жесткости за счет, так называемой, магниевой жесткости. Оксид магния растворяется в воде быстрее, чем кальцит, что делает его более привлекательным при нейтрализации низких pH 4.6 - 6.0. Скорость рабочего потока воды ограничивается 4-5 галлонов/мин/кв. фут (15-19 л/мин). Для магнезии в форме зерен скорость потока при обратной промывке должна быть 8-12 галлонов/мин (26-34 л/мин), тогда, как для более плотной гранулированной формы она составляет 10-12 галлонов/мин (30-37 л/мин) (10). Адекватная промывка обратным током, о которой уже говорилось в предыдущем разделе при описании применения кальцита, должна быть соблюдена и при использовании магнезии. Когда магнезия (в форме зерен) помещается в воду для работы, она теряет свою твердость, превращается в мягкие, потерявшие форму шарики. Недостатком магнезии в форме зерен является возможность потери давления и образования грязе- или цементоподобного слоя в емкости для нейтрализации, если процесс промывки обратным током не проводится часто и тщательно.

Жесткость воды обычно определяет способ поведения рабочего слоя загрузки. Поток воды сверху вниз для магнезии рекомендуется при жесткости ниже 5 грейн на галлон (1.8 мг/экв/л). При более высокой жесткости или, если необходимость в обработанной воде непостоянна, рекомендуется использовать направление потока снизу вверх (11). Более твердая гранулированная магнезия

в процессе работы может превращаться в кашеобразную массу. Для обоих видов магнезии высота рабочего слоя должна составлять 75 см для обеспечения максимального времени контакта кислой воды с нейтрализующей загрузкой. Иногда целесообразнее использовать рабочий слой высотой 90 см.

Для pH модификации также эффективно использовать смесь магнезии и кальцита, которую обычно готовят в соотношении кальцит/магнезия = 5/1. Такая смесь может более эффективна при коррекции pH от 4.5 до 5.5 в емкостях меньшего размера. При создании смеси из кальцита и магнезии надо учитывать особенности местной воды, а также более высокую растворимость магнезии. Анализ местной воды поможет правильно определить соотношение двух компонентов и избежать сверх коррекции pH.

Рис. 4.4. Типовая схема с использованием насоса-дозатора

При контакте угольной кислоты с нейтрализующей средой в течение нескольких часов, может быть достигнута полная нейтрализация. Однако в бытовых нейтрализаторах время контакта среды с водой, которая затем поступает в стиральную машину или душ, составляет менее минуты. В связи с этим, вода, имеющая высокий уровень углекислоты, не может быть эффективно нейтрализована в таких условиях (12).

Как правило, если исходная вода имеет pH 6.0-7.0 или уровень свободного диоксида углерода менее 50 мг, для удовлетворительной коррекции pH достаточно одного кальцита. Если же вода имеет pH 5.0-6.0 или уровень свободного диоксида углерода более 50 мг, для нейтрализации нужно использовать только смесью кальцита и магнезии. При концентрации свободного диоксида углерода более 200 мг для нейтрализации следует использовать жидкие средства. Используйте сильный нейтрализатор, такой как каустическая сода (NaOH), или проведите дегазификацию для выветривания избытка диоксида углерода.