Lubjal on tööstuslikus reoveepuhastuses multifunktsionaalne, ökonoomne ja tõhus keemiline nurgakivi, selle funktsioon ulatub palju kaugemale lihtsast happe{0}}aluse reguleerimisest. Selle põhiväärtus seisneb vees lahustunud saasteainete muutmises keemiliste ja füüsikaliste protsesside kaudu lahustumatuteks tahketeks aineteks, saavutades seeläbi eraldamise ja puhastamise.
1. pH reguleerimine ja sadestumise reaktsioon
Lubja põhikomponendid on kaltsiumoksiid (CaO) või kaltsiumhüdroksiid (Ca(OH)₂), mis moodustavad vees lahustumisel tugevalt aluselise keskkonna. See on kõigi selle funktsioonide aluseks.
See suudab happelise reovee kiiresti neutraliseerida neutraalsete või leeliseliste tingimusteni, luues vajalikud tingimused järgnevaks töötlemiseks ja metallide sadestamiseks.
Leeliselistes tingimustes võib see reageerida erinevate vees olevate metalliioonidega, moodustades vees -lahustumatuid hüdroksiide või soolasademeid. Näiteks:
Raskmetallide (nagu vask, nikkel, tsink, kroom) eemaldamine: Cu²⁺ + Ca(OH)₂ → Cu(OH)₂↓ + Ca²⁺
Fosfori eemaldamine: reaktsioon ortofosfaadiga hüdroksüapatiidi sademe moodustamiseks: 5Ca²⁺ + 3PO₄3⁻ + OH⁻ → Ca5(PO₄)3(OH)↓
Fluoriidi eemaldamine: kaltsiumfluoriidi sademe moodustumine: Ca²⁺ + 2F⁻ → CaF₂↓
2. Koagulatsiooni-sünergiline toime
Lubi ei loo mitte ainult leeliselist keskkonda, vaid ka selle toodetavatel kaltsiumiioonidel (Ca²⁺) ja sademel endal on füüsikalis-keemiline sünergistlik toime:
Ca²⁺ võib reovees kokku suruda kolloidosakeste elektrilise topeltkihi, vähendades nende stabiilsust ja soodustades kolloidset koagulatsiooni.
Tekkinud kaltsiumhüdroksiidi mikrolahustuvad ained ja nende helbed toimivad moodustumise ja settimise käigus peene võrguna, kapseldades, adsorbeerides ja pühkides vees peened hõljuvad osakesed, orgaanilised pigmendid ja mõned kolloidsed ained mehaaniliselt, pannes need kokku settima. See protsess parandab oluliselt hägususe ja värvi eemaldamise efektiivsust.
3. Täiustatud spetsiifiliste saasteainete töötlemise võime
Teatud tööstusliku reovee stsenaariumide korral mängib lubi otsustavat rolli:
Demulgeerimine ja õli eemaldamine: õlise ja emulgeeritud reovee puhul võib kõrge pH-ga keskkond häirida emulgeeritud õlipiiskade stabiilset liidest, soodustades õli demulgeerumist ja eraldamist.
Seebistamine: see võib reovees rasvhappeid ja muid orgaanilisi aineid seebistada, tekitades lahustumatuid kaltsiumseepe, mida on lihtsam eemaldada.
Keemiline tahkumine: sulfiide, arsenaate jne sisaldava reovee korral võib see tekitada stabiilsemaid kaltsiumisoolade sadet, vähendades nende toksilisust ja migratsiooni.
4. Kõvaduse eemaldamine
Lubi on kõige tõhusam "karbonaadi kareduse" (st vesinikkarbonaadi ioonidega seotud kaltsiumi ja magneesiumi kareduse) eemaldamisel. Põhireaktsioon on "vesinikkarbonaadi leelistamine":
Kaltsiumi kareduse eemaldamine: Ca(OH)₂ + Ca(HCO₃)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
See reaktsioon on ülioluline: väljastpoolt sisestatud kaltsiumiioonid (lubjast) reageerivad vees oleva kaltsiumvesinikkarbonaadiga, moodustades kaltsiumkarbonaadi sade. Teoreetiliselt kulub 1 kaltsiumvesinikkarbonaadi molekuli eemaldamiseks 1 molekuli lubi ja tekib 2 molekuli kaltsiumkarbonaadi sadet.
Magneesiumi kareduse eemaldamine: Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O
Magneesiumi eemaldamiseks on vaja kõrgemat pH-d (tavaliselt üle 10,5), kuna magneesiumhüdroksiidi lahustuvus on väiksem. Lubi muundab esmalt magneesiumkarbonaadi magneesiumhüdroksiidi sademeks, muutes samal ajal sellega seotud vesinikkarbonaadi ioonid kaltsiumkarbonaadi sademeks.
Rakendustes, mis nõuavad reovee sügavat pehmendamist (eemaldades samaaegselt nii karbonaadi kui ka mitte-{0}}karbonaadi kõvaduse), kasutatakse tavaliselt "lubja-soodaprotsessi".
Lubi (Ca(OH)₂): eemaldab karbonaadi kareduse (nagu ülalpool kirjeldatud).
Soodatuhk (Na₂CO₃): eemaldab mitte--karbonaadi kareduse. Näiteks:
CaCl₂ + Na₂CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl
MgSO₄ + Na2CO3 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCO3↓ + Na2SO4
See kombineeritud protsess võib sobiva pH juures vähendada üldkaredust madalale tasemele.