آهک هیدراته که با فرمول Ca(OH)2 شناخته می‌شود، ماده‌ای شیمیایی با کاربردهای فراوان در تصفیه آب و فاضلاب است. این ماده به عنوان یک کمک منعقد کننده عمل می‌کند و با افزایش قلیاییت آب، به بهبود فرآیند تصفیه کمک می‌نماید. آهک هیدراته با حل شدن در آب، یون‌های هیدروکسید (OH-) را آزاد می‌کند. این یون‌ها قلیاییت آب را افزایش می‌دهند و pH را بالا می‌برند. افزایش قلیاییت آب منجر به افزایش یون‌های کلسیم (Ca2+) در محلول می‌شود.
این یون‌ها نقش مهمی در خنثی سازی بار منفی ذرات کلوئیدی معلق در آب دارند. ذرات کلوئیدی، ذرات بسیار ریز و معلقی هستند که به دلیل بار منفی خود در آب پراکنده‌اند. یون‌های کلسیم موجود در محلول، به ذرات کلوئیدی نزدیک شده و با خنثی کردن بار آنها، باعث جذب و تجمع ذرات و تشکیل لخته می‌شوند. لخته‌های تشکیل شده از ذرات کلوئیدی به اندازه کافی بزرگ می‌شوند که تحت تاثیر نیروی جاذبه زمین ته نشین شده و از آب جدا شوند.
مزایای استفاده از آهک هیدراته در تصفیه آب
- قیمت مناسب: آهک هیدراته ماده‌ای ارزان و در دسترس است که به صرفه‌تر از سایر منعقد کننده‌های شیمیایی می‌باشد.
- کارایی بالا: آهک هیدراته در حذف طیف گسترده‌ای از ذرات کلوئیدی، از جمله ذرات معلق آلی و غیر آلی، بسیار موثر است.
- قابلیت تنظیم: میزان دوز آهک هیدراته قابل تنظیم بوده و می‌توان آن را با توجه به نوع و غلظت آلاینده‌ها در آب، بهینه کرد.
- سازگاری با محیط زیست: آهک هیدراته ماده‌ای غیر سمی و زیست تخریب‌پذیر است که ضرری برای محیط زیست ندارد.
کاربردهای آهک در صنعت آب و فاضلاب
- تصفیه آب آشامیدنی: آهک هیدراته برای حذف ذرات معلق، کدورت و سختی آب آشامیدنی استفاده می‌شود.
- تصفیه فاضلاب: از آهک هیدراته برای حذف فسفر، فلزات سنگین و مواد آلی از فاضلاب استفاده می‌شود.
- تصفیه آب صنعتی: آهک هیدراته در تصفیه آب مورد استفاده در صنایع مختلف، مانند صنعت کاغذ، نساجی و فولاد کاربرد دارد.
نکات ایمنی در هنگام استفاده
- آهک هیدراته در مجاورت آب گرمازا بوده و باید با احتیاط حمل و نقل و ذخیره شود.
- تماس مستقیم آهک هیدراته با پوست و چشم می‌تواند باعث تحریک شود.
- هنگام کار با آهک هیدراته باید از تجهیزات ایمنی مناسب استفاده شود.
آهک هیدراته یا هیدروکسید کلسیم در دو گرید خوراکی و صنعتی تولید می‌شود. گرید خوراکی در صنایع غذایی و دارویی و گرید صنعتی در تصفیه آب و فاضلاب و سایر کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
خاصیت قلیایی و کاربرد آهک هیدراته در خنثی سازی فاضلاب‌های اسیدی
همانطور که اشاره شد، آهک هیدراته (Ca(OH)2) به طور ذاتی خاصیت قلیایی دارد. این خاصیت به دلیل وجود یون‌های هیدروکسید (OH-) در ساختار این ماده است. به همین دلیل، آهک هیدراته در خنثی سازی فاضلاب‌های اسیدی بسیار کارآمد عمل می‌کند.
خنثی سازی اسید
فاضلاب‌های اسیدی می‌توانند حاوی مقادیر قابل توجهی از یون‌های هیدروژن (H+) باشند. این یون‌ها pH محیط را پایین می‌آورند و می‌توانند برای محیط زیست و موجودات زنده مضر باشند. آهک هیدراته با واکنش با یون‌های هیدروژن، آنها را خنثی کرده و pH فاضلاب را به حد خنثی (pH 7) نزدیک می‌کند.
واکنش خنثی سازی
در فرآیند خنثی سازی، یون‌های هیدروکسید موجود در آهک هیدراته با یون‌های هیدروژن در فاضلاب اسیدی واکنش داده و آب (H2O) و اسید ضعیف (Ca2+) تشکیل می‌دهند. این واکنش به صورت زیر نشان داده می‌شود:
Ca(OH)2 + 2H+ → Ca2+ + 2H2O
آهک یکی از مواد شیمیایی رایج و موثر در ضدعفونی آب و فاضلاب در تصفیه خانه ها است. این ماده به دو صورت آهک هیدراته (Ca(OH)2) و آهک کلسینه (CaO) در این فرآیند به کار می‌رود.
مکانیسم ضدعفونی آب با آهک
آهک با افزایش pH آب یا فاضلاب، شرایط را برای رشد و تکثیر میکروارگانیسم‌های مضر نامناسب می‌کند. همچنین، آهک می‌تواند باکتری‌ها و ویروس‌ها را به طور مستقیم از بین ببرد.
مزایای ضدعفونی آب با آهک
- قیمت مناسب و در دسترس بودن: آهک ماده‌ای ارزان قیمت و به وفور یافت می‌شود.
- کارایی بالا: آهک در برابر طیف گسترده‌ای از میکروارگانیسم‌ها موثر است.
- اثرگذاری سریع: آهک به سرعت عمل می‌کند و می‌تواند در مدت زمان کوتاهی آب یا فاضلاب را ضدعفونی کند.
- سازگاری با محیط زیست: آهک ماده‌ای طبیعی و زیست تخریب‌پذیر است.
معایب ضدعفونی آب با آهک
- افزایش pH: افزایش pH آب یا فاضلاب می‌تواند بر طعم و بوی آن تاثیر بگذارد و همچنین خوردگی لوله‌ها و تجهیزات را افزایش دهد.
- تولید لجن: آهک می‌تواند منجر به تولید لجن بیشتر در فرآیند تصفیه فاضلاب شود.
- نیاز به دقت در کنترل: برای جلوگیری از افزایش بیش از حد pH و مشکلات ناشی از آن، باید به دقت میزان آهک مصرفی را کنترل کرد.
موارد استفاده از آهک در ضدعفونی
- ضدعفونی آب آشامیدنی: آهک به عنوان ضدعفونی کننده نهایی در برخی از تصفیه خانه‌های آب آشامیدنی استفاده می‌شود.
- ضدعفونی فاضلاب: آهک به طور گسترده برای ضدعفونی فاضلاب‌های شهری و صنعتی به کار می‌رود.
- ضدعفونی لجن: آهک برای ضدعفونی لجن فاضلاب قبل از دفع آن استفاده می‌شود.