- Độ kiềm là gì
Kiềm là thước đo khả năng trung hòa axit của nước. Các ion góp phần tạo nên độ kiềm là bicarbonate (HCO3–), cacbonat(CO), giá trị PH cao và hydroxit (OH–). Tổng độ kiềm là tổng của 3 ion này, các ion khác cũng có thể góp phần vào độ kiềm là borat, silicat, phốt phát và một số chất hữu cơ.
Địa chất của các loại đá và đất trong một số khu vực, lưu vực đặc biệt ảnh hưởng đến tính kiềm tự nhiên của nước. Kiềm của nước tự nhiên có thể đến vài trăm mg CaCO. Kiềm có thể được vô hiệu hóa ở các sông, đập, nước ngầm bởi đầu vào axit ừ hoạt động khai thác khoáng sản hoặc công nghiệp.
Độ kiềm của nước được điều chỉnh bởi nồng độ của các ion bazo liên hợp trong đó bicarbonat là phổ biến nhất. Tại giá trị PH <8,3 nồng độ ion bicarbonate là hình thức chủ yếu của độ kiềm trong khi đó ở các giá trị PH trên 8,3 và 9,6 nồng độ của cacbonat và hydroxit là chủ yếu.
Kiềm bicarbonat được trung hòa ở PH 4, nước với độ PH cao hơn 4 sẽ chứa nồng độ cao hơn các ion gây độ kiềm. Kiềm có thể dễ dàng vô hiệu hóa trong nước bởi axit.
Độ kiềm của nước phụ thuộc vào nồng độ của tất cả các muối có tính axit, bazo và cũng bị chi phối bởi các thành phần hóa học đầy đủ của nước cũng như các thông số như nhiệt độ, độ dẫn điện, nồng độ của cacbon dioxide hòa tan trong nước có liên quan chặt chẽ đến độ kiềm.
Trong sản xuất công nghiệp độ kiềm là một trong những chỉ tiêu cần được kiểm soát. Đo độ kiềm cần được diễn giải kết hợp với độ PH cũng như chỉ tiêu tổng độ cứng và nồng độ tương đối của các cation và anion.
- Ảnh hưởng của kiềm đến quá trình sản xuất công nghiệp
+ Gây hình thành cặn bám và ăn mòn hệ thống
Hình thành cặn bám chủ yếu do sự lắng đọng của canxi cacbonat không hòa tan, đây là trở ngại lớn đối với thiết bị làm nóng nước và trao đổi nhiệt. Nồng độ cao của độ kiềm và độ cứng tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành cặn bám. Cặn bám tích tụ trên bề mặt trao đổi nhiệt làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, cặn bám nhiều còn cản trở lối đi của bộ trao đổi nhiệt.
Ngoài ra hình thành cặn bám cũng có thể dẫn đến các vấn đề trong sản xuất các mặt hàng thiết bị công nghiệp khác như màn hình, máy bơm chân không,.. Cặn bám có thể hình thành trên dây máy giấy và nỉ đòi hỏi quy trình vệ sinh đặc biệt, điều này có thể làm giảm tuổi thọ hoạt động của thiết bị
Sự hình thành cặn không đều trong nồi hơi có thể dẫn đến quá nhiệt cục bộ và sau đó là biến dạng nồi hơi. Độ kiềm cao trong nước cấp nồi hơi có thể ảnh hưởng sức căng bề mặt thúc đẩy tạo bọt và hiện tượng “mang sang” của muối hòa tan với hơi nước.
Bicacbonat quá mức và cacbonat trong nước của nồi hơi làm phát sinh cacbon dioxit trong hơi nước, thúc đẩy sự ăn mòn trong nước ngưng và hơi nước đường ống dẫn.
Nước có độ kiềm thấp cũng có thể gây ra lỗi vì nó có thể có lợi cho sự ăn mòn, ở một mức độ nhất định kiềm có thể hoạt động như một chất ức chế ăn mòn
+ Ảnh hưởng đến quá trình sản xuất công nghiệp
Nồng độ kiềm cao gây hình thành cặn bám, điều này có thể ảnh hưởng đến một số các quy trình trong sản xuất hàng dệt may hoặc hoàn thiện da vì chúng có thể phản ứng với thuốc nhuộm.
Nước có tính kiềm cao đặc biệt có hại trong chế biến thực phẩm và ngành công nghiệp đồ uống. Nó có thể dẫn đến việc trung hòa hương vị tự nhiên của sản phẩm, khiến chúng nhạy cảm hơn với các hoạt động của vi khuẩn. Vì vậy trong ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống cần kiểm soát độ kiềm giữ chúng ở mức thấp.
+ Ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
Nồng độ kiềm không mong muốn cao làm suy giảm chất lượng sản phẩm chế biến của thực phẩm và đồ uống.
Bên cạnh đó sự lắng đọng không đồng đều của canxi cacbonat trong vải và trên da trong ngành công nghiệp thuộc da có thể dẫn đến nhuộm loang lổ hoặc các nhược điểm về màu sắc.
- Các phương pháp khử kiềm nước
– Khử kiềm nước bằng nhựa anion bazo mạnh
– Khử kiềm nước bằng cation axit yếu
– Khử kiềm nước bằng kết hợp 2 cột cation nối tiếp hoặc song song
