Lubja pehmendamise olemus seisneb vee kareduse vähendamises lubja lisamise teel, mis reageerib keemiliselt vees oleva ajutise ja püsiva karedusega, moodustades lahustumatud kaltsiumkarbonaadi ja magneesiumhüdroksiidi sademed.
Hinnangu aluseks on peamised keemilised reaktsioonid:
1. Karbonaadi kareduse eemaldamine (reaktsioon CO₂ ja Ca(HCO₃)₂-ga):
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
2. Magneesiumi kareduse eemaldamine (reaktsioon Mg(HCO₃)2 ja Mg²⁺):
Mg(HCO3)₂ + 2Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O
Mg²⁺ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + Ca²⁺ (See reaktsioon viib sisse ekvimolaarse koguse kaltsiumiioone)
3. Liigne lisamine: OH⁻ saamiseks on vaja täiendavat lubi, mis reageerib HCO⁻-ga, tekitades CO32⁻, ja pH hoidmiseks üle 10,3, et tagada Mg(OH)2 täielik sadestumine.
Arvestades üldkaredust (TH), kaltsiumi kõvadust (Ca-H), magneesiumi karedust (Mg-H) ja üldist aluselisust (TA), saab lisatava lubjakoguse (100% puhta CaO põhjal) jagada järgmisteks osadeks:
1. Vaba CO₂ (L₁) neutraliseerimiseks vajalik lubi:
Stöhhiomeetriline suhe: 1 mol CO₂ : 1 mol CaO
L₁=[CO₂] (Ühikud on ühtsed; kui kõik on väljendatud CaCO₃ mg/L, on väärtused võrdsed.)
2. Karbonaadi kõvaduse (L2) eemaldamiseks vajalik lubi:
See osa käsitleb aluselisusele vastavat kõvadust. Stöhhiomeetriline suhe: 2 mol HCO3⁻ (st 1 mol Ca(HCO3)₂) : 1 mol CaO
L₂=[TA] (Kuna mõlemad on arvutatud CaCO₃-na, on molaarmass pärast teisendamist arvuliselt võrdne.)
Lime-Naatriumkarbonaati pehmendav aktiivsöe doseerimisseade* - Keskkonnakaitse võrgus
3. Magneesiumi kareduse eemaldamiseks vajalik lubja kogus (L₃):
Magneesiumi sadestamiseks on vaja kahte osa OH⁻ ja samaväärne kogus kaltsiumiioone siseneb pärast reaktsiooni vette. Stöhhiomeetriline suhe: 1 mol Mg²⁺ : 2 mol CaO
L₃=2 × [Mg - H] (Eeldades CaCO₃, on massisuhte koefitsient (56/100) × 2 ≈ 1,12, kuid sagedamini arvutatakse see otse, kasutades molaarsuhteid, st väärtust kahekordistades. Siin viitab [Mg -} magneesiumi kareduse, magneesiumi osa H] kõvadusele. kõvadus miinus sihtlubatav magneesiumi jääkkaredus.
4. Liigne lubjaannus (L₄):
Täieliku reaktsiooni, eriti magneesiumi sadestumise tagamiseks on tavaliselt vaja hoida pH 10-11, mis nõuab liigse lubja lisamist. Ülemäärane väärtus on tavaliselt empiiriliselt hinnatud ligikaudu 25-50 mg/l (CaCO₃-na). Täpsemaks pehmendamiseks võib liigne väärtus olla suurem.
5. Teoreetiline lubjaannus (põhineb 100%) (CaO alusel):
L_teoreetiline=L₁ + L₂ + L₃ + L₄=[CO₂] + [TA] + 2 × [Mg-Eemaldatav H] + Liigne väärtus
Kaubanduslik lubi (kustutatud või kustutatud lubi) ei ole 100% puhas. Tegelik annus (kg/m³ või g/L)=L_teoreetiline / Kaubandusliku lubja puhtus (%)
Näiteks kui L_teoreetiline on 200 mg/l CaO ja kasutatakse kaubanduslikku kustutatud lupja 85% puhtusega, siis tegelik annus=200/0,85 ≈ 235 mg/L.