A kalcium-karbonát (mész) kicsapódása gyakori dugulási probléma a mikroöntözőrendszerekben. A 7,5 vagy magasabb pH-értékű és legalább 2 meq/l (120 ppm) bikarbonát-szintű víz hajlamos a kalcium-karbonát kicsapódására, ha hasonló mennyiségű kalcium van jelen a rendszerben természetes módon, vagy ha kalciumtartalmú vegyületet fecskendeznek a rendszerbe.
A kalcium-karbonát kicsapódásának okai
A kalcium-karbonát előfordulásának mértéke a vízben légköri nyomáson a víz pH-jától és hőmérsékletétől függ. Körülbelül 6-nál kisebb pH-értékek esetén a vízben főként oldott szén-dioxid és kis mennyiségű szénsav található. Körülbelül 6,5 és 10 közötti pH-értékeknél a bikarbonát dominál. Körülbelül 10,5-nél nagyobb pH-értékeknél a karbonátion dominál. A csapadékképződés okai a következők.
- A talajvíz esetében a szivattyúzás csökkenti a víz nyomását, miközben a kútba áramlik. Ez a csökkenés oldott szén-dioxid gázt szabadít fel, ami a talajvíz pH-értékének növekedését okozza, ami viszont kalcium-karbonát kicsapódást okozhat.
- A párolgás növeli a kibocsátóban maradó vízben oldott vegyi anyagok koncentrációját. A vízben való alacsony oldhatósága miatt a kalcium-karbonát a párolgás során könnyen kicsapódik.
- A kalcium-karbonát oldhatósági foka a víz hőmérsékletének emelkedésével csökken. A felszíni mikroöntözőrendszerekben a víz hőmérséklete emelkedhet, ahogy a víz lefolyik az oldalsó csatornákon.
- Az egyes vegyi anyagok, például az aqua ammónia és a fehérítőszer befecskendezése vagy a kalciumtartalmú műtrágyák vagy anyagok, például a gipsz befecskendezése kiválást okozhat.
A dugulási problémák megelőzése és kijavítása
A víz pH-értékének csökkentése feloldja a meglévő kalcium-karbonát csapadékot, és megakadályozza a további karbonátos sók képződését. A kalcium-karbonát kicsapódásának szokásos kezelése sav befecskendezése a víz savasítására, a pH 7-re vagy az alá csökkentésére. Az e célra gyakran használt savak közé tartozik a kénsav, a sósav és a sósav. Más savak, például citromsav és salétromsav is használható, de ezek drágábbak.
Egy sav-műtrágya vegyület, például a karbamid-kénsav biztonságosabb, mint az egyszerű sav. A nitrogéntartalmú savas termékek folyamatos befecskendezése azonban a szezon során problémákat okozhat a túlzott nitrogénbevitelre érzékeny növények, például az alma és a borszőlő esetében.
A kutatók más vegyületeket, például egy foszfonátot és foszfonsavas anyagokat is vizsgáltak, és hatásosnak találták őket a kalcium-karbonát kicsapódásának megakadályozásában.
Az eltömődés megelőzésére ajánlott kezelések a következők.
- Savat folyamatosan befecskendezni, hogy a víz pH-értéke 5 és 7 között maradjon.
- Savat szakaszosan befecskendezni, hogy a víz pH-értéke legalább 30-60 percig 4 alatt maradjon. A befecskendezés gyakorisága a karbonátkicsapódás sebességétől függ. Nyomáskompenzáló kibocsátók használata esetén egyeztessen a gyártóval, mielőtt a pH-értéket 4-re vagy az alá csökkenti. A sárgaréz és más, nem rozsdamentes fém szerelvények kilyukadhatnak.
A pH kívánt szintre történő csökkentéséhez szükséges sav mennyisége a víz lúgosságától és a cél-pH-tól függ. A szükséges savmennyiség meghatározásához kétféle megközelítés használható. - Készítsen egy titrálási görbét, amely megmutatja, hogy mennyi sav szükséges a víz pH-értékének a kívánt értékre történő csökkentéséhez egy adott öntözővíz esetében. Ezt általában egy laboratórium végzi el, és ehhez mintákat kell biztosítani a vízből és a savból. A titrálás viselkedése az öntözővíz lúgosságától függ, így a titrálási görbe vízforrásonként eltérő lehet. A 8. ábra egy 49 százalékos kénsavat tartalmazó karbamid-kénsav oldat felhasználásával készült titrálási görbét mutat.
- Kipróbálás és hiba módszerét alkalmazza úgy, hogy a vízhez fokozatosan adagolja a savat, méri a pH-t, és addig ismétli, amíg el nem éri a kívánt pH-szintet. A víz pH-értékének meghatározásához lakmuszpapír, akváriumokhoz és medencékhez való színes tesztkészletek és hordozható pH-mérők használhatók. Számos forrás árul zsebben hordozható pH-mérőket; ezek rendszeres kalibrálást igényelnek szintén megvásárolható standard oldatokkal.
8. ábra. Karbamid-kénsav 49%-os kénsavval történő titrálási görbéje.
A befecskendezési arány kiszámítása
Mihelyt meghatározta, hogy mennyi savra van szüksége, a következő egyenlet segítségével kiszámíthatja a sav befecskendezési arányát:
IR = (A × Q × 60) ÷ 326,000
ahol
IR = az injektálás mértéke gallon/órában (gph)
A = a pH csökkentéséhez szükséges gallonnyi sav hektár lábnyi vízre vetítve
Q = az öntözőrendszer áramlási sebessége gallon/percben (gpm)
A hektár lábnyi vízmennyiséget a Q × T × 60 ÷ 326 képlettel lehet meghatározni,000, ahol T az öntözés beállítási ideje órákban.
Figyelje a víz pH-értékét a befecskendezési folyamat során, hogy az ne menjen sokkal 4 alá. Minden víz másképp “pufferel” a benne lévő sók miatt; az egyik víznek 10 gph-ra lehet szüksége, míg egy másiknak csak 2 gph-ra.
Példa
Kalkulálja ki a pH 4-re való csökkentéséhez szükséges befecskendezési sebességet karbamid-kénsav (49%) felhasználásával. A fenti ábra a titrálási görbe. A rendszer áramlási sebessége 1000 gallon percenként.
1. lépés. A titrálási görbe alapján vegye figyelembe, hogy 26 gallon karbamid-kénsavra van szükség hektár lábnyi vízre vetítve ahhoz, hogy a pH 4-re csökkenjen.
2. lépés.
IR = (26 × 1,000 × 60) ÷ 326,000 = 4,8 gph
Védelmi intézkedések
- Ne keverjük össze közvetlenül a savat és a klórt. Ez mérgező klórgáz képződését okozza.
- Ne adjon vizet a savhoz. Ehelyett mindig savat adjon vízhez.