Nước cứng tạm thời là gì, cách làm mềm và biện pháp xử lý

Nước cứng tạm thời là gì và bao nhiêu loại, phân biệt như thế nào và nhận biết thế nào. Để rõ những vấn đề này cũng như việc các bạn cần quan tâm vui lòng liên hệ ngay cho chúng tôi.

Nước cứng tạm thời là gì?

Nước cứng tạm thời là một loại nước cứng trong đó có chứa nhiều thành phần khoáng chất dễ làm mềm. Tuy các muối khoáng có trong thành phần là tốt cho sức khỏe nhưng nếu tồn tại ở mật độ quá cao thì sẽ không tốt. Nước cứng thường xuất hiện ở nước máy, nước ngầm và giếng khoan.

Theo quy định chất lượng về ăn uống theo QCVN 01:2009 của Bộ Y tế thì nồng độ các ion này không được vượt quá 300mg/l. Ví dụ thực tiễn khi đun sôi mà xuất hiện cặn trắng bám vào đáy xoong nồi, bồn đựng hay ống dẫn nước bị ố vàng, lồng máy giặt bị tắc đóng cặn xung quanh, vòi hoa sen bị nghẹt, bồn tắm vòi sen bị gỉ hoen ố thì đó là dấu hiệu của nước cứng

Thường chứa các phân tử muối bicacbonat của magie và canxi. Những muối này có thể dễ dàng được tách bỏ bởi nhiệt độ nhưng lại để lại bám bẩn trên bề mặt đồ dùng, đẩy nhanh quá trình hỏng hóc của vật dụng.

Nước cứng tạm thời có nguồn gốc từ đâu?

Nước cứng thường được tìm thấy ở các thủy mạch tự nhiên như nước ngầm, suối, sông. Những dòng chảy này khi chảy qua các mỏm đá, mỏ đá vôi đã bào mòn và đem theo lượng lớn canxi và magie. Làm cho nước trở nên cứng. Các mạch sông suối thường có lượng khoáng chất rất cao nhưng do lượng nước lớn và chảy siết thường xuyên nên không đáng kể.

Bên cạnh đó, nước cứng có thể được hình thành do các hoạt động sản xuất của con người, nguồn nước gần khu sản xuất có thể bị nhiễm các dị chất và tạo thành nước cứng.

Nước cứng tạm thời làm bằng cách nào ?

Chất làm mềm nước cứng tạm thời là những tác nhân, những hóa chất có tác dụng khử đi các ion và muối trong nước cứng để đưa trở về trạng thái tự nhiên.

Nước cứng tạm thời làm mềm bằng nhiệt độ

Đun sôi lên là cách đơn giản và phổ biến bậc nhất để xử lý. Những khoáng chất trong loại nước này thường là CaCO3, MgCO3… những chất này có liên kết khá dễ gãy trong nhiệt độ cao. Vì vậy với tác dụng nhiệt độ, các khoáng chất dicacbonat sẽ bay hơi hoặc kết tủa và lắng xuống đáy.

Cách này có một điểm yếu đó là những vật dụng dùng để đun thường bị ảnh hưởng rất lớn. Các muối kết tủa lắng xuống bám quanh thành nồi đun là mỏng đi lớp vật chất đựng, lâu ngày dễ gỉ sét hư hỏng. Hơn nữa nước cứng sau khi làm mềm bằng nhiệt độ rất dễ bị cứng lại nếu để một thời gian lâu ngoài môi trường.

Nước cứng tạm thời làm mềm bằng cách trao đổi ion

Phương pháp thứ hai là làm mềm nước bằng trao đổi ion thực hiện như sau:

Nước cứng tạm thời được lọc qua một màng lọc cation có khả năng trao đổi ion. Khi được tiếp xúc với cation, các chất cứng trong nước sẽ tác dụng với lớp cationit và bị lớp hoạt tính hấp thụ, lấy đi các ion kim loại và trả lại các ion H+.

Theo mức độ lọc nước của các hạt cationit, càng ngày càng nhiều các ion Ca+ Mg+ được thay thế bằng H+ và Na+trong nước, trong khi các hạt hoạt tính được thay bằng ion kim loại.

Cuối cùng thì lớp hoạt tính của cationit được thay thế hoàn toàn bằng các ion kim loại. Lúc này để phục hồi lại chức năng của hoạt tính, người ta thường rửa chúng bằng dung dịch có nồng độ Na+ cao hơn.

Quá trình làm mềm bằng trao đổi ion có thể giảm được độ cứng của nước còn xuống 0%. Khi sử dụng phương pháp này cần dựa vào các yêu cầu đối với an toàn sau khi xử lý và thành phần muối hòa tan trong nước nguồn. Trong các trường hợp làm mềm nước cứng thì phương pháp dùng hạt trao đổi ion tái sinh bằng dung dịch muối là rẻ nhất.

Khi độ kiềm ban đầu quá cao nặng về magie hoặc sắt thì người ta thường làm mềm bằng cách phối hợp. Nghĩa là làm mềm bằng vôi trước sau đó mới tiếp tục cho phản ứng trao đổi ion.

Với trường hợp nước làm mềm xong không cho phép nồng độ Na quá cao, người ta thường cho lọc song song hoặc nối tiếp với bể lọc H-Na-cationit

Nước cứng tạm thời làm mềm bằng màng thẩm thấu ngược RO

Lọc thẩm thấu RO không chỉ được sử dụng trong làm mềm nước cứng tạm thời mà còn được sử dụng trong việc xử lý ô nhiễm. Có khả năng loại bỏ tới 99% các ion nặng, các chất keo, hữu cơ và vi khuẩn có trong nguồn nước.

Quá trình này khử khoáng hoặc khử ion khoáng bằng cách đẩy nó dưới áp lực thông qua màng thẩm thấu ngược bán thấm. Màng thấm là màng cho phép một số nguyên tử hoặc phân tử nhất định đi qua. Màng bán thấm là màng chỉ cho nước đi qua chứ không cho các ion khoáng thấm qua.

Quá trình lọc nước qua màng thẩm thấu ngược được thực hiện bằng cách tạo một áp lực lớn hơn áp lực thẩm thấu tự nhiên để khử muối và ion, chỉ cho sản phẩm lọt qua là nước tinh khiết.

Hệ thống hoạt động bằng cách đẩy bơm với áp lực cao qua màng bán thấm RO nhằm buộc nước tinh khiết phải đi qua và giữ lại hầu hết các chất muối khoáng. Nước càng cứng thì càng cần áp lực thật cao để đẩy nó qua được màng RO.

Lọc RO là phương pháp lọc chéo với các chất ô nhiễm được thu lại và chảy theo dòng thải. Hệ thống lọc này có hai đầu ra, một cho nước tinh khiết, một cho các muối và chất cặn bã. Hệ thống này nhằm cho phép hai dòng chất riêng biệt đều được dẫn đi, tránh tình trạng tích tụ muối và chất bẩn gây cản trở cho dòng lọc tiếp theo. Đồng thời giữ cho màng lọc luôn sạch sẽ không ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Nước cứng tạm thời làm mềm bằng chất hóa học

Chất làm mềm nước cứng hóa học là những chất có tác dụng với các ion trong nước tạo thành chất không tan để dễ dàng sàng lọc hơn.

Vôi tôi: Vôi tôi hay còn được biết đến với công thức hóa học là Ca(OH)2. Khi cho vôi tôi tác dụng với nước, dung dịch tạo thành sẽ có độ pH cao và tỏa ra một lượng nhiệt nhất định.

Vôi (Ca(OH)2) phản ứng với ion Mg 2+ và Ca 2+ trong nước cứng tạo thành hai hợp chất kết tủa là: Mg(OH)2, CaCO3.

Hai chất này sẽ ko tan và lắng xuống đáy để phần mềm hơn nổi lên trên. Phần cặn lắng này cũng dễ dàng loại bỏ giúp nước được làm sạch hiệu quả.

Tuy cách này làm giảm bớt nồng độ của ion Ca và Mg, nhưng cũng đồng thời tạo ra các muối CaSO4 và CaCl2, những chất này làm tăng độ cứng của nước cứng vĩnh cửu nên chỉ dùng để làm mềm tạm thời.

Soda: Soda với thành phần hóa học chính là muối NaCO3, vừa có tác dụng làm mềm và vừa có thể làm mềm nước cứng vĩnh cửu.

Khi cho soda vào nước cứng, anion CO3 2- trong soda sẽ tác dụng với các ion kim loại như Mg 2+, Ca2+,…tạo thành các hợp chất kết tủa không tan.

Các chất rắn này nhiều tạo thành cặn lắng có thể nhìn thấy bằng mắt thường ở dưới đáy bể.

Tuy nhiên, khi sử dụng hóa chất như soda để làm mềm nước, nồng độ Na+ trong nước đồng thời cũng sẽ tăng cao. Nồng độ muối Natri quá cao sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người khi sử dụng nước cứng làm mềm bằng cách này.

Bari dioxit: Bari hiđroxit được biết đến là một hợp chất có khả năng ngậm nước rất mạnh. Một phân tử Bari hydroxit có thể ngậm tối đa đến 8 phân tử nước.

Chất này có màu trắng dạng bột và cũng thường xuyên được sử dụng để làm mềm nước. Khi cho Ba(OH)2 tác dụng với nước, phản ứng đầu tiên xảy ra là ngậm nước, sau đó mới đến các phản ứng trao đổi ion.

Nhóm (OH)- trong hợp chất sẽ kết hợp với hai ion làm cứng nước chính là Mg 2+, Ca 2+, (SO4) 2- tạo ra các kết tủa Mg(OH)2, Ca(OH)2 và BaSO4.

Các kết tủa này lắng xuống đáy và có thể dễ dàng gạn lấy phần nước trong đã được giảm độ cứng ở trên mặt.

Xút (NaOH): Một trong những hóa chất dùng để làm mềm nước cứng tạm thời không thể bỏ qua Natri hydroxit – NaOH.

Nó còn được gọi với một cái tên quen thuộc hơn là Xút hay Xút ăn da, có tính nhờn và tạo thành dung dịch kiềm mạnh khi tan trong nước và các loại dung môi khác.

Hợp chất của Natri thường hay được sử dụng để làm mềm nước bởi bản chất Natri ít gây hại cho người sử dụng. Tuy nhiên, đối với những người có chế độ kiêng ăn ít muối thì không nên dùng nước đã làm mềm bằng các hợp chất của Natri.

Natri hydroxit tan cực kỳ mạnh trong nước và giải phóng ra các ion Na+ và (OH)-. Cũng tương tự như nguyên lý Bari hydroxit nhờ có nhóm (OH)-, các kết tủa Mg(OH)2 và Ca(OH)2 được tạo thành và lắng xuống đáy.

Nhờ đó, nồng độ ion Mg 2+ và Ca 2+ trong nước cứng giảm xuống và khiến nó trở nên mềm hơn.

NaPO4: Natri photphat là một hợp chất khác của Na được biết đến là một chất làm sạch có tác dụng như thuốc tẩy và có khả năng làm mềm nước cứng tạm thời.

Hợp chất này thường tồn tại ở thể rắn dạng tinh thể và tan rất nhanh trong nước tạo thành dung dịch có độ kiềm cao.

Đối với các phương pháp làm khác như làm mềm bằng soda hay vôi tôi, nước cứng chưa được làm mềm triệt để bởi có thể vẫn còn các muối của cation Mg 2+ và Ca 2+ tồn tại theo dạng hòa tan trong nước.

Khi sử dụng Na3PO4, các muối hòa tan này bị sẽ bị khử hết hoàn toàn tạo thành các tủa: Mg3(PO4)2, Ca3(PO4)2 và được lọc ra khỏi nước dễ dàng.

Giá thành của muối Natri photphat trên thị trường được đánh giá là khá cao. Do đó, khi sử dụng hóa chất này để làm mềm nước, người ta thường làm mềm bằng vôi và soda trước để giảm bớt nồng độ Ca 2+ và Mg2+ nhằm tiết kiệm chi phí mua Natri photphat.

Mỗi phương pháp dựa trên phản ứng hóa học sẽ đòi hỏi bạn phản đáp ứng điều kiện cụ thể về nhiệt độ, dung môi,… để phản ứng xảy ra tốt nhất. Vì vậy khi thực hiện bằng chất hóa học, hãy chắc chắn bạn đã nghiên cứu kỹ lưỡng.

Và bài viết về làm mềm ” Nước Cứng Tạm Thời ” có giải đáp nhanh chóng mọi thắc mắc của bạn không. Hãy tìm hiểu trong những bài viết khác để rõ hơn hoặc liên hệ cho Tài Đức.