Khái niệm nước cứng

Nước cứng đang là vấn đề nan giải tại nhiều địa phương nhất là những vùng núi đá vôi. Nước cứng ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống sinh hoạt và ăn uống của các hộ gia đình.

Khái niệm nước cứng

Nước cứng, còn có tên thường gọi khác là nước nhiễm đá vôi. Nước cứng là thuật ngữ được dùng để chỉ các loại nước chứa đáng kể các ion canxi và magie thường đi kèm với các ion hidrocacbonat, clorua và sunfat.

Nước cứng là gì, tác hại và giải pháp xử lý

Nước cứng chứa hàm lượng lớn các inton Ca2+, Mg2 +

Nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ đặc trưng cho tính chất cứng của nước. Độ cứng của nước thiên nhiên dao động rất nhiều và đặc trưng lớn ở nước ngầm. Do trong chu trình vận chuyển của nước có giai đoạn nước ở trong đất nên hòa tan các hợp chất chứa Ca và Mg.

Phân loại nước cứng – Nước cứng có 3 loại:

– Nước cứng tạm thời (là loại nước cứng khi đun sôi thì mất tính cứng do muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan). Tính cứng tạm thời do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra.

– Nước cứng vĩnh cửu. Tính cứng vĩnh cửu của nước do các loại muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4 gây ra.

– Nước cứng toàn phần là nước cứng có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

Tác hại của nước cứng

Trong sinh hoạt Nước cứng có ảnh hưởng khá lớn đến sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sống của con người:

Với các thiết bị đun nấu, bình nóng lạnh, nồi hơi dễ bị bám cặn, ban đầu làm cho hiệu xuất hoạt động của sản phẩm giảm xuống (thời gian làm nóng của bình nóng lạnh tăng lên …) lâu thì dễ làm gỉ, hỏng sản phẩm. Lớp CaCO3 hình thành do nước cứng có thể tạo thành 1 lớp cách nhiệt dưới đáy nồi, làm giảm khả năng dẫn nhiệt và truyền nhiệt, làm tiêu tốn điện năng và gia tăng chi phí.

Làm giảm khả năng tạo bọt của xà phòng cũng như giảm tác dụng tẩy rửa do tạo muối canxi không tan, nhanh làm mục vải, hại quần áo, gây khô da, khô tóc.

Nước cứng gây khó khăn trong sinh hoạt và hỏng hóc các thiết bị gia đình

Nước cứng gây khó khăn trong sinh hoạt và hỏng hóc các thiết bị gia đình

Người dùng có thể dễ dàng nhận biết một số biểu hiện và tác hại khi hiên ảnh hưởng trực tiếp tới các hoạt động sử dụng sinh hoạt hàng ngày. Nước cứng cũng không dùng để pha chế thuốc vì có thể gây kết tủa làm thay đổi thành phần của thuốc. Khi dùng nước cứng nấu làm rau, thịt khó chín; làm mất vị của nước chè. Giặt bằng nước cứng tốn xà phòng do Ca2+ làm kết tủa gốc axit trong xà phòng và làm xà phòng không lên bọt.

Trong công nghiệp

Nước cứng gây cho các thiết bị công nghiệp (thiết bị làm lạnh, nồi hơi,…) tình trạng bám cặn trên bề mặt thiết bị đun nấu, làm giảm hệ số lưu thông lưu lượng trên đường ống, dần dần có thể gây áp lực lớn có thể gây nổ nồi hơi trong một thời gian dài.

Nước cứng không được phép dùng trong nồi hơi vì khi đun sôi nước cứng thì canxi cacbonat (CaCO3) và magie cacbonat (MgCO3) sẽ kết tủa bám vào phía trong thành nồi hơi (nồi cất, ấm nước, bình đựng…) tạo thành một màng cặn cách nhiệt, làm giảm hệ số cấp nhiệt, có khi còn làm nổ nồi hơi.

Nhiều công nghệ hoá học cũng yêu cầu nước có độ cứng nhỏ. Nếu độ cứng vượt giới hạn cho phép (tuỳ mục đích sử dụng) thì phải làm mềm hóa nước cứng bằng cách cho kết tủa Mg2+ và Ca2+ với soda (Na2CO3), photphat hoặc tách chúng bằng nhựa trao đổi ion hoặc đun sôi.

Các phương pháp xử lý nước cứng

Phương pháp nhiệt

Cơ sở lý thuyết của phương pháp này là dùng nhiệt để bốc hơi khí cacbonic hòa tan trong nước. Trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình phản ứng sau:

2HCO3- → CO32- + H2O + CO2 ­

Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓

Nên :    Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 ­ + H2O

Tuy nhiên, sau khi đun nóng, chỉ loại bỏ được phần kết tủa giảm được độ cứng tạm thời, còn những thành phần canxi và magie có trong nước cứng vĩnh cửu vẫn chưa loại bỏ được.

Phương pháp hóa chất

Trong thực tế áp dụng hàng loạt phương pháp xử lý nước bằng hóa chất với mục đích kết hợp các ion Ca2+ và Mg2+ hòa tan trong nước thành các hợp chất không tan dễ lắng và lọc. Các hóa chất thường dùng để làm mềm nước là vôi, soda Na2CO3, xút NaOH, hydroxit bari Ba(OH)2, photphat natri Na3PO4.

Sử dụng hóa chất để làm mềm nước cứng

Chọn phương án làm mềm nước bằng hóa chất cần phải dựa vào chất lượng nước nguồn và mức độ làm mềm cần thiết. Trong một vài trường hợp có thể kết hợp làm mềm nước với khử sắt, khử silic, khử photphat…

Ngoài ra trong mỗi trường hợp cụ thể phải dựa trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật giữa các phương pháp, đặc biệt là với phương pháp làm mềm bằng cationit.

Chưng cất nước: về nguyên tắc, nước cất có thể coi là H2O tinh khiết hoàn toàn.

Khử độ cứng cacbonat của nước bằng vôi

Khử độ cứng cacbonat của nước bằng vôi có thể áp dụng trong trường hợp ngoài yêu cầu giảm độ cứng cần phải giảm cả độ kiềm của nước.

Làm mềm nước bằng vôi và sođa (Na2CO3)

Làm mềm nước bằng vôi và sođa là phương pháp có hiệu quả đối với thành phần ion bất kỳ của nước. Khi cho vôi vào nước khử được độ cứng canxi và magiê ở mức tương đương với hàm lượng của ion hydro cacbonat trong nước.

Sử dụng công nghệ lọc thẩm thấu ngược RO

Ngoài những phương pháp trên thì vào những năm 50 của thế kỷ trước con người đã phát minh ra công nghệ lọc nước RO bằng quá trình lọc thẩm thấu máy lọc nước RO cho ra được nước tinh khiết và loại bỏ được hoàn toàn các muối chứa canxi và magie có trong nước.

Nhưng nhiều người vẫn nhầm là màng RO loại bỏ trực tiếp các Ion Ca2+, Mg2+. Trong thực tế, cặn đá vôi là nguyên nhân chính gây ra tắc màng RO. Chính vì vậy đối với các nguồn nước có độ cứng cao, các đơn vị sản xuất thường sử dụng lõi lọc chuyên dụng để làm mềm nước trước khi cho nước đến với màng RO. Như trong máy lọc nước RO của Công ty Đại Việt có sử dụng một lõi chuyên dùng cho nước cứng là lõi “Cation Resins”, hiện tại với việc đưa vào sử dụng màng RO “Aqualast 1812” có khả năng chống bám cặn tốt hơn các màng RO thông thường khác trên thị trường, nhờ vào đó màng có thể sử dụng đối với nguồn nước có độ cứng cao.

Máy lọc nước RO KASUTO giúp loại bỏ các chất rắn hòa tan trong nước cứng

Đối với các máy lọc nước sử dụng công nghệ RO, nhưng không có lõi lọc chuyên dùng cho nước nhiễm đá vôi thường lưu ý chỉ dùng đối với nước thường (nước máy). Người tiêu dùng cần lưu ý khi lựa chọn máy lọc nước RO phù hợp với nguồn nước của gia đình mình.

Với công nghệ lọc RO, không chỉ giúp làm mềm nước cứng mà nước đầu ra một số hãng đạt chuẩn Quốc gia nước uống trực tiếp, người dùng có thể uống nước từ vòi mà không cần đun sôi.