A mészlágyítás lényege a vízkeménység csökkentése mész hozzáadásával, amely kémiai reakcióba lép a vízben lévő átmeneti és tartós keménységgel, így oldhatatlan kalcium-karbonát és magnézium-hidroxid csapadék képződik.
A főbb kémiai reakciók képezik a becslés alapját:
1. Karbonátkeménység eltávolítása (reakció CO₂-val és Ca(HCO3)₂-vel):
CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H2O
Ca(HC03)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
2. A magnéziumkeménység eltávolítása (reakció Mg(HCO3)2-vel és Mg2⁺-vel):
Mg(HCO3)₂ + 2Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + Mg(OH)₂↓ + 2H₂O
Mg2+ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + Ca2+ (Ez a reakció ekvimoláris mennyiségű kalciumiont vezet be)
3. Túlzott adagolás: További mész szükséges az OH- előállításához, amely reakcióba lép a HCO3-vel, és CO2-képződést eredményez, és a pH-t 10,3 felett kell tartani a Mg(OH)2 teljes kicsapódása érdekében.
A teljes keménység (TH), a kalciumkeménység (Ca-H), a magnéziumkeménység (Mg-H) és a teljes bázikusság (TA) alapján a hozzáadandó mészmennyiség (100%-os tisztaságú CaO alapján) a következő részekre bontható:
1. A szabad CO₂ semlegesítéséhez szükséges mész (L₁):
Sztöchiometrikus arány: 1 mol CO₂ : 1 mol CaO
L₁=[CO₂] (Az egységek konzisztensek; ha mindegyik CaCO₃ mg/L-ben van kifejezve, az értékek egyenlőek.)
2. A karbonátkeménység (L2) eltávolításához szükséges mész:
Ez a rész a bázikusságnak megfelelő keménységgel foglalkozik. Sztöchiometrikus arány: 2 mol HCO3⁻ (azaz 1 mol Ca(HCO3)2) : 1 mol CaO
L₂=[TA] (Mivel mindkettőt CaCO3-ként számítjuk, a moláris tömeg számszerűen egyenlő az átalakítás után.)
Mész-Nátrium-karbonát lágyító aktívszén adagolóeszköz* - Környezetvédelem online
3. A magnéziumkeménység eltávolításához szükséges mészmennyiség (L₃):
A magnézium kicsapásához két rész OH-ra van szükség, és a reakció után ekvivalens mennyiségű kalciumion kerül a vízbe. Sztöchiometrikus arány: 1 mol Mg²⁺ : 2 mol CaO
L₃=2 × [Mg - H] (CaCO₃-t feltételezve a tömegarány együtthatója (56/100) × 2 ≈ 1,12, de gyakrabban közvetlenül moláris összefüggések segítségével számítják ki, azaz az érték megduplázásával. Itt a [Mg -} } magnézium eredeti keménységére utal, hogy a magnézium hányada H] keménység mínusz a cél megengedett maradék magnézium keménység.
4. Túlzott mészadagolás (L4):
A teljes reakció, különösen a magnéziumkiválás biztosításához általában 10-11 pH-értéket kell tartani, amihez mészfelesleg hozzáadása szükséges. A többletértéket általában empirikusan körülbelül 25-50 mg/l-re becsülik (CaCO3-ként). Fejlettebb lágyításhoz a többletérték nagyobb is lehet.
5. Elméleti mészadagolás (100%) (CaO alapján):
L_elméleti=L₁ + L₂ + L₃ + L₄=[CO₂] + [TA] + 2 × [Mg-Eltávolítandó H] + Túlérték
A kereskedelmi mész (oltott vagy oltott mész) nem 100%-os tisztaságú. Tényleges adagolás (kg/m³ vagy g/L)=L_elméleti / Kereskedelmi mész tisztasága (%)
Például, ha az L_theoretical 200 mg/l CaO, és 85%-os tisztaságú kereskedelmi égetett meszet használnak, akkor a tényleges adag=200/0,85 ≈ 235 mg/L.