Xử lý nước cứng hiệu quả nhất hiện nay

By | July 26, 2016

Nước cứng là loại nước chứa nhiều ion như Ca2+, Mg2+, … có hàm lượng vượt quá mức 8 miligam/lít. Nước chứa nhiều ion Mg2+ thì khi uống thường có vị đắng ở đầu lưỡi. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ trong nước sẽ quyết định tới độ cứng của nước.

Các loại nước cứng và tác hại của chúng

Nước cứng tạm thời là nước chỉ cứng tại một thời điểm và rất dễ dàng để làm mềm. Trong nước cứng tạm thời có chứa nhiều muối cacbonat và bicacbonat của hai kim loại Ca, Mg. Vậy nên khi đun sôi các muối này sẽ bị nhiệt phân hoàn toàn thành canxi cacbonat và magie cacbonat kết tủa lắng xuống đáy dụng cụ chứa nước. Nên hầu hết những khu vực nào có lớp tầng đá địa tầng chứa nhiều đá vôi thì các thiết bị đun hay đựng nước trong gia đình sử dụng một thời gian có hiện tượng đóng cặn thành từng mảng bám trên thành.

Nước cứng vĩnh cửu là nước chứa nhiều muối của các kim loại Ca2+ và Mg2+ kết hợp với các gốc anion của axit mạnh như Cl, (SO4)2-.  Các loại muối này có liên kết bền vững rất khó để phá vỡ cho dù ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, do đó sử dụng phương pháp đun sôi thì gần như không thể thay đổi độ cứng của nước cứng vĩnh viễn

 

Nước trong tự nhiên thì có độ cứng như thế nào

Trong tự nhiên tồn tại rất nhiều nguồn nước có độ cứng rất thấp như nước mưa có độ cứng gần như bằng 0 do không tiếp xúc với tầng lớp đất đá địa tầng. Nhờ đó mà độ cứng của nước sông và phần lớn ao hồ sông suối trên khắp các vùng đồng bằng cũng rất thấp vì thực chất nguồn nước cấp của chúng chủ yếu là nước mưa. Ngược lại hoàn toàn, nguồn nước suối và ao hồ ở những vùng núi đá vôi lại có độ cứng khá cao do nước có khả năng hòa tan rất mạnh nên một phần kim loại có trong lớp đất đá đã lẫn vào trong nước.

Xem thêm: xử lý nước nhiễm phèn

Theo báo cáo của cơ quan quản lý nước sạch ở thành phố Hà Nội thì nguồn nước máy hiện nay đang cung cấp cho người dân có độ cứng tạm thời duy trì ở khoảng 250-320 ppm, tức là khoản 5-6,4 mgdl/l hay 14-18 dH

Nước giếng khoan chưa qua phương pháp xử lý nào ở trên địa bàn Hà Nội có độ cứng tạm thời tương đối cao 250-450 ppm tức là 5-9 mgdl/l hay 14-25 dH

Tác hại của nước cứng đối với sức khỏe con người

Nước cứng vĩnh viễn ít gây ảnh hưởng đến môi trường sinh sống của hầu hết các loại sinh vật trừ khi nồng độ quá cao ngược lại nước cứng tạm thời lại có ảnh hưởng không nhỏ nếu con người uống vào. Nguyên nhân chính vì thành phần tạo ra độ cứng tạm thời là các muối bicarbonat của Ca và Mg: Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2, chúng là các muối hòa tan hoàn toàn nhưng không bền dễ dàng tạo kết tủa khi bị thủy phân ở nhiệt độ cao khiến tiêu hao nguồn năng lượng khi sử dụng các thiết bị đun nước.

Ca(HCO3)2 => CaCO3 +H2O + CO2

Mg(HCO3)2 => MgCO2 +H2O+ CO2

Nước cứng tạm thời ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của con người, khi uống phải loại nước này là nguyên nhân lớn nhất gây ra sỏi thận đồng thời cũng là một trong các nguyên nhân chính gây tắc động mạch máu do hiện tượng bám cặn vôi ở thành

 

Cách xử lý nước cứng

Phương pháp nhiệt

Phương pháp này chỉ có hiệu quả đối với loại nước cứng tạm thời do liên kết nguyên tử kém bền. Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là dùng nhiệt tách khí cocbonic ra khỏi muối hòa tan có trong nước. Các hợp chất muối sẽ biến đổi theo phương trình phản ứng sau:

2HCO3- → (CO3)2- + H2O + CO2

Ca2+ + CO­32- → CaCO3

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

Mặc dù khi đun nóng nước ở nhiệt độ cao khử được hết khí CO2 và giảm độ cứng của nước, còn lượng cation Ca2+ vẫn còn tồn tại trong nước nên khi con người uống loại nước này vẫn tiềm ẩn nguy cơ mắc bệnh

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, sođa Na2CO3, xút NaOH, hyđrôxit bari Ba(OH)2, photphat natri Na3PO4.

Chọn phương án làm mềm nước bằng hóa chất cần phải dựa vào chất lượng nước nguồn, mức độ làm mềm cần thiết và lượng hòa chất dùng cũng cần tính toán vừa đủ tránh xảy ra hiện tượng thừa hóa chất sau khi xử lý. Trong một vài trường hợp có thể kết hợp làm mềm nước với khử sắt, khử silic, khử photphat…

 

Khử độ cứng cacbonat của nước bằng vôi

Sử dụng vôi để khử độ cứng của nước có chứa muối cacbonat có thể áp dụng trong trường hợp ngoài yêu cầu giảm độ cứng cần phải giảm 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 tương đối tốt với thành phần ion bất kỳ nào của nước. Khi cho vôi vào nước sẽ khử được độ cứng canxi và magiê

Xử lý bằng may loc nuoc công nghệ Ro hiện đại

Ngoài những phương pháp cổ điển đã liệt kê ở trên thì vào thập niên 50 của thế kỷ trước con người đã phát minh ra công nghệ lọc nước Ro bằng quá trình lọc thẩm thấu giúp tạo ra nguồn nước tinh khiết, loại bỏ hoàn toàn các chất khác có trong nước tới mức PPM xấp xỉ bằng 0.

Xử lý nước cứng bằng công nghệ Nano

Sản xuất được màng lọc có kích thước mắt lọc chỉ 0,001micromet là một bước tiến dài về mặt công nghệ trong ngành xử lý nước sạch trong thế kỷ này. Với kích thước mắt lọc cực kỳ bé nên nguồn nước sau khi lọc cực kỳ sạch: loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn, kim loại nặng,…nhưng vẫn lưu lại các nguyên tố vi khoáng có lợi cho sức khỏe con người