Yüksek tuzlu atık suların yumuşatma ön işleminde kullanılan yaygın yöntemler 1
Yüksek tuzlu atık sular genellikle yüksek konsantrasyonlarda kalsiyum, magnezyum, silikon iyonları ve ağır metaller içerir ve daha sonraki membran konsantrasyonu veya buharlaştırma kristalizasyon işlemlerinin gereksinimlerini karşılamak için su sertliğini azaltmak amacıyla yumuşatma ön işlemine ihtiyaç duyar. Günümüzde yaygın olarak kullanılan yumuşatma teknolojileri arasında kimyasal çöktürme, membran ayırma ve iyon değişimi yer almaktadır.
1. Kireç-sodyum karbonat kombine yumuşatma işlemi
Birincil reaksiyonda, atık suyun pH'ını 10'un üzerine ayarlamak için kireç (Ca(OH)₂) eklenir; bu, magnezyum iyonları tarafından Mg(OH)₂ çökelmesinin oluşumunu teşvik eder ve aynı zamanda ağır metal iyonlarıyla (Fe²⁺, Mn²⁺ gibi) hidroksil bileşikleri oluşturur ve florür iyonları kalsiyum ile birleşerek CaF₂ çökelmesi oluşturur. Deneysel veriler, birincil reaksiyonda Mg²⁺ giderim oranının %95'in üzerine, florür giderim oranının ise %80'in üzerine ulaşabildiğini göstermektedir.
İkincil reaksiyonda, kalsiyum iyonlarının reaksiyon yoluyla daha fazla uzaklaştırılması için sodyum karbonat (Na₂CO₃) eklenir. İkincil arıtma, Ca²⁺ konsantrasyonunu 50 mg/L'nin altına düşürebilir ve Mg(OH)₂ topaklarının adsorpsiyonu nedeniyle silikon içeriği önemli ölçüde azalır.
Sınırlamalar: Kireç ilavesi büyük miktarda Ca²⁺ iyonu içerir, bu da sodyum karbonat miktarının artırılmasını (stoikiyometrik oranın yaklaşık 1,5 katı) gerektirir ve reaktifin maliyeti yüksektir; çamur çıkışı fazladır ve çamur susuzlaştırma ekipmanı gereklidir; su kalitesi dalgalandığında pH değerinin sık sık ayarlanması gerekir ve otomatik kontrol zordur.
2. Sıvı alkali-soda külü kombine yumuşatma işlemi
Ek kalsiyum iyonlarının girişini önlemek için birincil reaksiyon reaktifi olarak kireç yerine NaOH kullanılmıştır. Bir projede, kükürt giderme atık suyunun başlangıçtaki Ca²⁺ konsantrasyonu 1200 mg/L idi. pH'ı NaOH ile 11'e ayarladıktan sonra, Mg²⁺ giderme oranı %98'e ulaştı; ikincil olarak Na₂CO₃ ilavesinden sonra, Ca²⁺ konsantrasyonu 80 mg/L'nin altına düştü ve sodyum karbonat tüketimi kireç yöntemine kıyasla %30 azaldı.
Bu yöntem, çamur miktarını %20 ila %40 oranında azaltır; işlem akışı basitleştirilmiştir ve düşük kalsiyum-magnezyum oranına (Ca/Mg) sahip atık sular için uygundur.
Sınırlamalar: NaOH'nin maliyeti kireçten daha yüksektir (yaklaşık 3 kat) ve ekonomik faydaları tartılmalıdır; silikatlar yüksek pH koşullarında çökelme gösterebilir ve kireçlenmeyi önlemek için dağıtıcı maddeler eklenmelidir.