1.    Nước cứng là gì?
Nước cứng là nước mà có chứa nhiều cation Ca2+ và Mg2+ vượt mức cho phép. Thông thường thì trong nước luôn chứa đựng những khoáng chất cần thiết cho cơ thể như canxi, magie, photpho, sắt… Trong đó canxi có một vai trò quan trọng trong việc hình thành, phát triển cũng như củng cố hệ thống xương, khớp trong cơ thể. Nhưng nếu hàm lượng của Canxi hay Magie vượt qua một mức độ tiêu chuẩn thì nước trở thành nước cứng. Theo tiêu chuẩn nước sạch của bộ y tế thì hàm lượng nước cứng không được phép vượt quá 300mg/l.
Nước cứng có 3 loại là: nước cứng tạm thời, nước cứng vĩnh cửu và nước cứng toàn phần
  •      Nước cứng tạm thời là nước cứng chứa những muối hidrocacbonat của canxi và magie. Những muối này dưới tác dụng của nhiệt độ thì tạo thành muối cacbonat kết tủa , CO2 và H20. Chính điều này là nguyên lí cho việc làm giảm độ cứng của nước bằng cách đun sôi:

Phương trình làm mềm nước cứng tạm thời bằng nhiệt:

Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2
  •      Nước cứng vĩnh cửu: Nước cứng vĩnh viễn là nước mà trong thành phần chứa các muối của Canxi và Magie với các gốc anion của axit mạnh như (Cl)-, (SO4)2-. Các muối này không tạo ra những kết tủa khi ở nhiệt độ cao, do đó không thể dùng cách đun sôi để làm mềm nước cứng vĩnh cửu
  •         Nước cứng toàn phần: Là loại nước trong đó đồng thời tồn tại cả thành phần nước cứng tạm thời (muối hidrocacbonat của Ca, Mg) và nước cũng vĩnh cửu (muối của Ca, Mg với các gốc anion axit mạnh).
Nước cứng vĩnh viễn không ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe con người, nước cứng tạm thời lại gây ra nhiều vấn đề đối với sinh hoạt, sức khỏe của con người cũng như thiết bị vật dụng trong công nghiệp và đời sống hàng ngày. Một số tác hại của nước cứng như:
  •         Đối với sức khỏe con người: tạo thành sỏi hoặc làm tắc những đường động mạch, tĩnh mạch gây nguy hiểm đến sức khỏe.
  •      Đối với sinh hoạt hàng ngày: giảm khả năng tạo bọt của xà phòng , làm cho trà, cafe cũng như thức ăn bị mất vị, tạo những lớp mạng bám chắc trên bát, đũa và dụng cụ sinh hoạt như ấm nước, đường nước nóng lạnh….

 

Lắng động cặn do nước cứng gây ra với ấm đun nước
  •      Trong sản xuất công nghiệp: Những thiết bị nồi hơi, đường ống nếu sử dụng nước cứng sẽ tạo thành những lớp muối cacbonat trên bề mặt của thiết bị làm giảm khả năng dẫn, truyền nhiệt. Thậm chí nguy hiểm hơn khi những lơp cacbonat này lấp kín những van an toàn dễ gây đến việc hệ thống quá tải và bị nổ
Vì thế trước khi sử dụng, nước cứng cần được xử lý để đảm bảo sức khỏe cũng như sự an toàn của con người.
2.    Một số cách làm mềm nước cứng đơn giản
Làm mềm nước bằng nước vôi trong
Phương trình làm mềm nước bằng nước vôi trong Ca(OH)2
Nước cứng tạm thời
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + 2 H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)→ CaCO3 + MgCO3 + 2 H2O
Nước cứng vĩnh cửu
MgCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + Mg(OH)2
MgSO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + Mg(OH)2
Mgcl2 + Ca(OH)2 → Cacl2 + Mg(OH)2
Phương pháp này mặc dù có thể làm giảm thành phần Mg2+  trong nước nhưng lại tạo ra một lượng CaSO4, CaCl2 tương đương do đó chỉ được dùng để làm mềm nước cứng tạm thời chứ không có ý nghĩa đối với nước cứng vĩnh viễn và nước cứng toàn phần
Làm mềm nước bằng vôi với soda (Na 2CO3)

Để làm mềm nước cứng vĩnh cửu người ta có thể sử dụng soda Na2CO3với phương trình phản ứng sau:

CaSO4 + Na2CO3 →CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 →CaCO3 + 2 NaCl

Nhược điểm của phương pháp này là bất tiện khi sử dụng và mất khá nhiều công sức để gạn lọc những cặn lắng để lấy nước ra sử dụng.

3.    Giải pháp làm mềm nước mới ưu việt hơn
Cũng  dựa trên lí thuyết về các phản ứng trao đổi chất trên mà ngày nay các nhà khoa học đã nghiên cứu công nghệ làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion. Sự khác biệt của công nghệ làm mềm nước này thể hiện ở cấu tạo và quy trình công nghệ sản xuất vật liệu trao đổi ion.
Thông thường các ion dùng để trao đổi thường là các ion lành tính như Na+ hoặc H+. Khi cho nguồn nước dẫn qua các vật liệu lọc thì các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ bị giữ lại trên bề mặt vật liệu. Tùy theo kết cấu và công nghệ sản xuất mà vật liệu lọc này sẽ có thời gian sử dụng dài ngắn khác nhau.
Quy trình xử lí nước cứng bằng phương pháp trao đổi ion thường sẽ trải qua 4 giai đoạn sau:
  • Giai đoạn 1: nước cứng chảy qua, các vật liệu lọc trong hệ thống lọc nước: Các vật liệu lọc này hoạt động như một nam châm, thu hút toàn bộ các ion Ca2+ và Mg2+ (tác nhân gây cứng nước) trao đổi với các ion Na+ hoặc H+ có sẵn trong vật liệu
  • Giai đoạn 2: Vật liệu lọc bị bão hòa: Khi vật liệu lọc bị bão hòa với các ion khoáng chất thì nó cần được xả và nạp lại. Quá trình này được gọi là quá trình tái tạo và được kiểm soát bởi 1 van điều khiển trên nắp của bình. Van điều khiển này là bộ não của toàn hệ thống.
  • Giai đoạn 3: Tái tạo: Trong quá trình này, một thùng chứa nước muối sẽ bơm nước muối sang cột xử lý, rửa sạch vật liệu lọc đang trong trạng thái bão hòa các chất canxi và magiê.
  • Giai đoạn 4: Đào thải: Các ion Ca2+ và Mg2+ được tẩy sạch trên vật liệu và thoát ra ngoài cống rãnh. Vật liệu lọc được tái sinh lại tiếp tục cho quá trình xử lý mới.

 

Các giai đoạn này lặp đi lặp lại trong suốt thời gian hoạt động của hệ thống lọc.
Ngày nay, công nghệ ngày càng phát triển thì càng có nhiều loại vật liệu trao đổi ion giúp nâng cao chất lượng nước để bảo vệ sức khỏe con người một cách tốt nhất. Một số loại lõi lọc có cấu tạo đặc biệt ngoài khả năng làm mềm nước còn có thể loại bỏ được những ion kim loại nặng, các vi khuẩn có hại khác trong nước như lõi lọc vật liệu Ecotar, lõi lọcAkalinelõi lọc công nghệ nano,…  Tùy vào chất lượng nguồn nước đầu vào mà có thể lựa chọn các loại lõi lọc cho phù hợp với yêu cầu để đạt hiệu quả cao và tránh lãng phí.
Để tìm hiểu thêm về các loại lõi lọc nước cho phù hợp với nhu cầu gia đình bạn vui lòng để lại thông tin trên website để được giải đáp hoặc gọi số hotline: 0904.227.453 để được tư vấn trực tiếp