Nước cứng là một trong những vấn đề về nước thường gặp nhất bên cạnh nước phèn (nước nhiễm sắt). Vậy dấu hiệu nhận biết, cách phân loại nước cứng và phương pháp xử lý nước cứng như thế nào để đảm bảo nguồn nước sạch đạt chuẩn như thế nào? Hãy cùng Scimitar Vietnam tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Nước cứng là gì?

Nước cứng (Hard Water) là nước vượt tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng các khoáng chất hòa tan trong nước, chủ yếu là các muối có chứa ion Ca²⁺ và Mg²⁺. Theo tiêu chuẩn nước sạch của Bộ Y Tế, nếu tổng hàm lượng Canxi và Magie trên 300mg/lít, nước trở thành nước cứng. Nói cách khác, độ cứng của nước được gọi là tạm thời khi có mặt của muối cacbonat và bicacbonat Ca, Mg. Loại nước này khi đun sôi sẽ tạo ra muối kết tủa CaCO₃ và MgCO₃.

Phân loại nước cứng

Dựa trên thành phần ion, người ta phân loại nước cứng như sau:

Nước cứng tạm thời

Nước cứng tạm thời là nước có chứa các ion: Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^–. Để làm mềm nước cứng tạm thời, các bạn có thể sử dụng đun sôi nước (phương pháp nhiệt) tạo ra muối kết tủa CaCO₃, MgCO₃ và loại bỏ tủa. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng các chất làm mềm nước cứng tạm thời như NaOH, Ba(OH)₂, Na₂CO₃, Na₃PO₄ bằng cách đưa các chất làm mềm nước này vào nước để tạo kết tủa rồi loại bỏ tủa.

Nước cứng vĩnh cửu

Nước cứng vĩnh cửu là nước có chứa các ion: Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃^–, Cl^– , SO₄^2-. Nước cứng vĩnh cửu không thể làm mềm bằng phương pháp đung sôi như nước cứng tạm thời mà phải dùng các chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu (phương pháp hóa học).

Nước cứng toàn phần

Nước cứng toàn phần là nước bao gồm cả 2 đặc tính của nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu. Có nghĩa nước cứng toàn phần bao gồm cả các muối Ca(HCO₃)₂, CaCl₂, Mg(HCO₃)₂, MgCl₂… Để làm mềm nước cứng toàn phần, bạn có thể sử dụng tương tự những các cách làm mềm nước cứng tạm thời và nức cứng vĩnh cửu ở trên.

Nước cứng được hình thành thế nào?

Từ đầu nguồn, nước chảy thành dòng qua những địa hình khác nhau, hòa tan các nguyên tố vi lượng trong đất đá bao gồm cả canxi và magie. Đặc biệt, khi dòng nước chảy qua những khu vực có mỏ khoáng sản hay núi đá vôi, nước sẽ hòa tan một lượng lớn magiê và canxi khiến ion Ca2+ và Mg2+ trong nước vượt ngưỡng cho phép và biến nguồn nước đó thành nước cứng, nước đá vôi.

Dấu hiệu nhận biết nước cứng

Nước cứng ảnh hưởng không hề nhỏ tới sinh hoạt hàng ngày và sức khỏe của người sử dụng. Vậy thì làm sao để nhận biết được nước cứng cũng là một câu hỏi mà nhiều người quan tâm. Để nhận biết nước cứng cũng không quá khó. Dưới đây là vài cách bạn có thể sử dụng để nhận biết nước cứng:

Ống nước, vòi nước, thùng máy giặt, đồ dùng nhà bếp, đồ dùng nhà tắm hay bị bám một lớp bột trắng như phấn
Bột giặt, xà phòng hòa tan trong nước cứng tạo rất ít bọt, khi tiếp xúc với dung dịch này, tay sẽ rất nhớt và khó rửa sạch
Ấm nước đun sôi lắng nhiều mảng bám dày dưới đáy
Quần áo sau khi giặt có cảm giác thô ráp và nhanh bị mục, hỏng do cặn xà phòng sót lại bám trên các sợi quần áo
Da khô và tóc xơ cứng sau một thời gian sử dụng nước cứng do nước cứng cần xà phòng và dầu gội để tạo bọt, nhưng sau đó không được rửa sạch hoàn toàn
Đông đá nước cứng rất khó và lâu hơn so với nước bình thường

Các phương pháp xử lý nước cứng hiệu quả

Xử lý nước cứng bằng cách đun sôi

Đun sôi nước là phương pháp phổ biến được nhiều hộ gia đình sử dụng. Dưới tác động của nhiệt lượng lớn, nước cứng sẽ được làm mềm bới phản ứng hóa học.

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂
Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃ + H₂O + CO₂

Cũng trong quá trình này, khí CO₂ được giải phóng, muối không tan CaCO₃ và MgCO₃ lắng cặn dưới đáy ấm, lâu ngày thiết bị đun dễ bị hỏng hóc, xuống cấp. Với phương pháp này, nước được khuyến cáo nên sử dụng trong vòng 24h, nếu để càng lâu thì độ cứng lại càng cao, gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

Xử lý nước cứng bằng vật liệu lọc trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được dùng để xử lý nước với nhiều mục đích khác nhau trong đó có làm mềm nước. Hiện nay trên thị trường có một số vật liệu lọc trao đổi ion chuyên biệt dùng để làm mềm nước (xử lý nước cứng) như hạt nhựa Cation. Các vật liệu này được dùng trong hệ thống cột lọc cùng các vật liệu lọc khác như Sỏi đỡ, Cát thạch anh, Than hoạt tính, ODM, Corosex, Cát Mangan, Birm và Pyrolox…

Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng vật liệu polymer có chứa sẵn những hạt nhựa trao đổi ion không hòa tan. Đối với nước cứng, ta sử dụng hạt nhựa trao đổi ion chứa ion Na⁺ liên kết với một anion (ion âm) khác, anion đó có ái lực (khả năng liên kết) mạnh với Ca²⁺ và Mg²⁺ hơn Na⁺. Khi cho nước đi qua cột chứa vật liệu trao đổi ion, Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước sẽ trao đổi Na⁺ để liên kết với gốc anion và sẽ bị giữ lại trong cột, đồng thời sẽ giải phóng Na⁺ vào nước.

Những vật liệu polymer sau khi hết khả năng trao đổi có thể được xử lý và tái tạo lại khả năng lọc của mình. Nếu nước xử lý yêu cầu phải loại bỏ hoàn toàn lượng khoáng có trong nước thì tiếp tục xử lý bằng cách cho nước chảy qua cột trao đổi ion với hạt nhựa chứa H⁺ (sẽ loại bỏ được cation) và sau đó qua cột có nhựa chứa ion OH^– (loại bỏ các anion). H⁺ và OH^– sau đó sẽ kết hợp với nhau tạo thành nước (H₂O).

Xử lý nước cứng bằng hóa chất

Người ta sử sử dụng một lượng vừa đủ các hóa chất cần thiết không gây hại cho nước để pha vào nước, các hóa chất này sẽ kết hợp với ion Ca²⁺, Mg²⁺ để tạo ra các hợp chất không tan rồi lọc bỏ chúng. Các hóa chất thường được sử dụng để làm mềm nước đó là NaOH, Na₂CO₃, Na₃PO₄, Ba(OH)₂, BaCO₃, Ba(AlO₂)₂… Với phương pháp này, chúng ta cần xác định chính xác tình trạng của nước và tính toán để đảm bảo cho phản ứng vừa đủ, không dư, tránh gây ảnh hưởng tới chất lượng của nước.

Xử lý nước cứng bằng máy lọc nước

Máy lọc nước là phương pháp khá đơn giản, hiệu quả để xử lý nước cứng quy mô hộ gia đình, quy mô bán công nghiệp. Không chỉ xử lý nước cứng, máy lọc nước còn xử lý tất cả các vấn đề khác về nước như nước nhiều cặn, nước nhiễm khuẩn, nhước phèn, nước nhiễm kim loại năng…

Máy lọc nước RO tận dụng những ưu điểm kể trên của chính phương pháp trao đổi ion để làm mềm nước cứng nhờ lõi tiền lọc Cation được hạt nhựa trao đổi ion, giúp loại bỏ ion Ca²⁺ và Mg²⁺ trong nước. Tiếp đó, màng lọc RO có kích thước lỗ siêu nhỏ tiếp tục loại bỏ hoàn toàn các muối chứa canxi và magie có trong nước, cho ra được nước tinh khiết 99.9%.

Tham khảo các hệ thống xử lý nước ăn uống, sinh hoạt (hệ thống lọc nước) do Scimitar cung cấp tại đây.