Độ cứng và cách làm mềm nước

1, Độ cứng của nước trong tự nhiên.
Trong tự nhiên có rất nhiều nguồn nước có độ cứng thấp, ví dụ như trong nước mưa – độ cứng của nước mưa gần như bằng 0. Ngoài ra, độ cứng của nước sông và phần lớn ao hồ ở đồng bằng cũng rất thấp vì nguồn nước của chúng là nước mưa( có lẽ đó cũng là nguyên nhân làm cho phần lớn sinh vật thủy sinh kém thích nghi với nước cứng). Ngược lại suối ao hồ ở những vùng núi đá vôi lại có độ cứng khá cao/ Hầu như tất cả nước ngầm đều có độ cứng rất cao.
Nước máy ở Hà Nội có độ cứng tạm thời từ 250 -320 ppm , tức là 5-6,4 mgdl/l hay 14-18 dH
Nước giếng khoan ( chưa xử lý) ở Hà Nội có độ cứng tạm thời từ 250-450ppm, tức là 5-9 mgdl/l hay 14-15 dH.

Độ cứng và cách làm mềm nước

2, Các phương pháp làm mềm nước
Có rất nhiều phương pháp làm giảm độ cứng của nước từ đơn giản đến phức tạp. Tất nhiên muốn có nước càng mềm thì càng tốn công.
Như đã nói ở trên, các muối Bicarbonat rất không bền, chúng rất dễ bị phân hủy dướng những sự thay đổi rất nhỏ của môi trường xung quanh , vì vậy có rất nhiều cách để làm cho nó kết tủa:
– Làm nóng nước: đun nóng nước sẽ làm giảm đáng kể độ cứng của nước.
– Làm nước lưu động liên tục: khuấy liên tục hoặc bơm tuần hoàn liên tục cũng có tác dụng tuy rằng khá chậm và trong nhiều trường hợp, sự phân hủy Bicarbonat chậm hơn sự hòa tan bicarbonat mới từ các nguồn khác vào nước.
– Chưng cât nước: về nguyên tắc nước cất có thể coi là nước tinh khiết hoàn toàn.
– Lọc Ro ( thẩm thấu ngược) : Công nghệ lọc Ro cho phép loại bỏ gần như tất cả các chất hòa tan và không hòa tan khỏi nước, nước lọc RO có thể coi là nước tinh khiết ( tuy không bằng nước cất)
– Trao đổi ion : đây là phương pháp được dùng phổ biến nhất vì có giá thành rẻ kể cả chi phí đầu tư lẫn chi phí vận hành. Nguyên lý của nó là đưa nước qua 1 vật liệu chứa các ion dương hoạt động mạnh hơn Ca2+ và Mg2+ vật liệu này sẽ hấp thị các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước nhả ra các ion mạnh hơn kia do đó tạo ra hợp chất carbonat không kết tủa. Vật liệu đó được gọi là cationit(  hay cation- exchange resyn ). Thông thường người ta dùng 2 loại cationit là Na- cationit và H-cationit tương ứng với các ion  là Na+ và H+ và các hợp chất tạp ra tương ứng là Na2CO3 và H2CO3 ( H2CO3 sẽ bị phân tích ngay thành H2O và CO2)
Khi các cationie đã hết khả năng trao đổi , người ta phải hoàn nguyên tức là phục hồi lại các ion dương cho nớ. Đối với Na-cationit người ta dùng muối ăn Nacl đối với H-cationit người ta dùng axit.
Thiết bị trao đổi Na-cationit thông thường có thể hạ thấp độ cứng của nước xuống đến mức dưới 10ppm, nếu được thiết kế đặc biệt có thể hạ xuống dưới 2 ppm. Mỗi lít hạt na-cationie có khả năng trao đổi khoảng từ 2-6 gam đường lượng tùy loại tức là có thể làm hạ đọ cứng từ 300-1000 lit nước có độ cưng 6mgdl/l xuống 0 trước khi phải hoàn nguyên.
H- cationit có khả năng trao đổi mạnh hơn na-cationit và cũng triệt để hơn vì có loại bỏ hoàn toàn gốc carbonat ra khỏi nước. Tuy nhiên nó có giá thành cao hơn nhiều lần, chi phí vận hành cũng cao hơn( axit đắt hơn muối ăn) yêu cầu vận hành cũng nghiêm ngặt hơn do phải dùng axit nên ít được sử dụng.
Ngoài cách trao đổi ion dương người ta còn dùng cả trao đổi ion âm để loại bỏ ion HCO3- ra khỏi nước.Phương pháp này thường chỉ được sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện ở đó họ dùng cả na-cationit,H- cationit và anionit nối tiếp trong một hệ thống.
Phương pháp trao đổi ion này được áp dụng triệt để trong ống lọc Dileka. Sản phẩm này được chế tạo và sản xuất ở Nhật Bản , hiện đang được bán trên thị trường Việt Nam. Đối với sản phẩm Dileka chứng ta tiết kiệm được điện và làm sạch nước triệt để nhưng vẫn tạo các khoáng chất có lợi cho sức khỏe.