Cum sa scot HCO3- din apa prin precipitare CaCO3/MgCO3 ?

[usercomun]

Va salut

Precizez de la inceput ca nu sunt chimist asa ca daca o mai iau pe aratura , fiti intelegatori :
Trebuie sa automatizez o instalatie  de udat flori de Jerbera cu o apa ce contine 4 mM/l  anioni HCO3- (244 mg/l) ce au corespondent in principal in Ca(2+) si Mg (2+) - duritatea apei fiind 15gr Fanceze.  Apa e scoasa de la 40 m adancime , e buna pt om dar pt. planta limita HCO3- e de numai 0.5mM/l (30.5mg/l). Ma gandesc sa reducem bicarbonatii prin conversia lor in CO3(2-) urmata de precipitare si filtrare.
Asta ar fi de fapt o metoda de dedurizare a apei care se folosea inainte de inventarea rasinilor schimbatoare de ioni si inca se mai foloseste in unele tari din Africa in lipsa curentului electric. Din ce vad pe net , trebuie sa ridici pH ul apei dincolo de 10 astfel incat sa virezi bicarbonatii in carbonati. Asta s-ar putea face cel mai simplu pt mine cu o solutie saturata de Ca(OH)2. Am facut niste lapte de var din praf de var hidratat din comert, l-am lasat sa se decanteze si am masurat un PH ~13 al solutiei limpezite. Cu o pompa dozatoare de astfel de solutie de  Ca(OH)2  s-ar putea injecta solutia bazica in cei 2 m3 de apa de preparat , zilnic.

Ar fi 2 metode de control :
a) una in bucla deschisa in care pompa dozatoare se programeaza sa injecteze atata solutie bazica cat rezulta din calcule si cu asta basta sau

b) una mai evoluata in care se inchide bucla de control tinand pH-ul la 10 un timp oarecare, necesar precipitarii CO3(2-) sub forma de CaCO3 si MgCO3 apoi sa il elimin,  recirculand  apa printr-o butelie cu filtru de nisip. La sfarsitul procesului , spal nisipul din butelie prin spalare contra-curent.
As inclina catre a 2 varianta cu control de PH pt ca se compenseaza eventuale variatii ale apei de put ( iarna/vara nu ai aceeasi apa)

Problemele mele - de chimie - ar fi :
1. Cata solutie saturata de Ca(OH)2 trebuie sa pun in 2m3 de apa avand o concentratie de 244mg/l HCO3- ca sa reduc de 10 ori bicarbonatii prin metoda de mai sus
2. Cum e mai bine , sa folosesc CaO sau  Ca(OH)2 ?
Mi-e mai comod cu Ca(OH)2 dar am vazut pe net reactia urmatoare

CaO + 2 HCO3(-) -> CaCO3 + CO3(2-) + H2O

care arata ca pot scapa de un mol de HCO3- consumand o jumatate de mol de CaO si mai raman cu un CO3(2-) ; macar jumatate din treaba e facuta dar nu pot lasa acel mol de CO3(2-) neatins. Trebuie sa il scot si pe el pentru ca floarea vrea un pH 5.5 , apropiat de apa de ploaie iar daca reduc pH ul ulterior , acest CO3(2-) devine din nou HCO3- la pH 5.5.  
Nu stiu daca reactia de mai sus are loc la orice pH si atunci ar trebui dozata o cantitate de CaO pt a o consuma in reactia de mai sus apoi CaO suplimentar care sa se transforme in Ca(OH)2 si care sa ridice pH ul , permitand precipitarea CO3(2-)

Poate ma ghideaza cineva pt a alege solutia cea mai buna si eventual mai face si efortul de a calcula cantitatile de CaO sau Ca(OH)2 , functie de metoda recomandata.

Probabil ca mai sunt si alte cai de rezolvare a aceleiasi probleme . Orice sugestie e binevenita dar sunt urmatoarele restrictii: nu exista canalizare , nu pot arunca eluate- utilizarea de rasina anionica este exclusa.

[puriu]

O metoda "soft" de eliminare a bicarbonatilor este incalzirea apei dure peste 80-90 de grade. Bicarbonatii trec in carbonati care se depun pe pereti sau precipita. O cantitate infima de fosfati (ingrasamant) sau polifosfati evita depunerea de crusta pe incalzitor, carbonatii aparand sub forma de namol.

[usercomun]

Ca idee, interesanta ; dar sa calculam cati Kw consumam:

La 12 C apa de put , Delta T ar fi de - sa rotunjim - 80C

Q=m*c*dt
sau in unitati tehnice {Kcal} , Q= m*dt= 2000*80=160.000 kcal
asta inseamna 160.000/0.85= 188 Kw*h

Cu 10% pierderi tehnologice pe rezervor, serpentina de transfer termic si  90% randament cazan , vreo 230 Kwh

Ar trebui sa arzi zilnic un cazan de vreo 50 de Kw timp de 4 ore aproape.

1 Nm3 de gaz are ~10.5Kwh si costa azi 0.13 RON cu tva
Consum lunar : 30 *230*0.13=~ 900 RON cu tva
110 milioane/an - e la limita profitabilitatii afacerii in sine ; deja face munca patriotica la un asemena cost
Mai e si problema racirii, nu stiu daca 24 de ore ajung sa se raceasca apa in mod natural , vara - ar trebui calculat
Nevoia unui chiller ar complica lucrurile
Multumesc de idee, e de luat in seama , o retin ;
ma intreb insa , se reduc bicarbonatii de 10 ori doar prin incalzirea apei ?

Cred ca problema se rezolva chimic la modul cel mai elegant ; praful de var hidrata din comert costa doar vreo 2 lei /kg
dar daca nu stapanesc domeniul ...

Help !
Cum calculez necesarul de Ca(OH)2 sau CaO odata ca sa ridic pH ul dincolo de 10 ca sa stimulez conversia in carbonati a bicarbonatilor
si apoi
sa il mentin la acest nivel cat timp are loc conversia HCO3 --> CO3 pt ca pe durata
conversiei, pH ul tinde sa scada , apa fiind alimentata cu ioni H+ rezultati din descompunerea HCO3- in H+ si CO3(2-)   ;  asa intuiesc ca s-ar desfasura fenomenul ; gresesc ?

Ma mai ajuta cineva ?
Inca odata , multumesc pt ajutor

[puriu]

Problema energetica se rezolva simplu cu un bun schimbator de caldura in contracurent. Cresterea de temperatura este mica, numai buna pentru irigat, iar consumul de energie este mic.