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 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 và 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 HN có độ cứng tạm thời từ 250-450 ppm, , tức là 5-9 mgdl/l hay 14-25 dH
Nước ở các khu vực khác hiện tôi chưa có số liệu, khi nào só sẽ update.

2. Các phương pháp làm mềm nước:
Có rất nhiều phương pháp làm giảm độ cứng của nước, từ đơn giản đến phức tap. 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 dưới những sự thay đổi rất nhỏ của môi trường xung quanh, vì vậy có rất nhiều cách để làm cho nó kết tủa:
a- Làm nóng nước: đun nóng nuớc sẽ làm giảm đáng kể độ cứng của nước
b- 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
c- Chưng cất nước: về nguyên tắc, nước cất có thể coi là H2O tinh khiết hoàn toàn.
d- Loc RO (thẩm thấu ngược): công nghệ lọc RO cho phép loại bỏ gần như tất cả các chất hòa tan và không hòa tan ra khỏi nước, nước lọc RO có thể coi là H2O tinh khiết (tuy không bằng nước cất)
e- 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 Ca++ và Mg++, vật liệu này sẽ hấp thụ các ion Ca++ và Mg++ trong nước và nhả ra các ion mạnh hơn kia, do đó tạo ra các 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 tạo ra tương ứng là Na2CO3 và H2CO3 (H2CO3 sẽ bị phân tích ngay thành H20 và CO2)

Khi các Cationit đã hết khả năng trao đổi, người ta phải "hoàn nguyên" tức là phục hồi lại các ion dương cho nó. 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 độ cứng của nước xuống đến dưới 10 ppm, nếu được thiết kế đặc biệt có thể hạ xuống dưới 2 ppm. Mỗi lít hạt Na-Cationit có khả năng trao đổi khoảng từ 2-6 gam đương lượng tùy loại, tức là có thể làm hạ độ cứng từ 300 đến 1000 lít nước có độ cứng 6 mgdl/lít (300 ppm hay 16,8 dH) xuống 0 trước khi phải hoàn nguyên.

H-Cationit có khả năng trao đổi mạnh hơn Na-Cationit và cũng triệt để hơn vì nó 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) và 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 (chất trao đổi gọi là Anionit) để loại bỏ các 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 nhau trong 1 hệ thống.

Phương pháp trao đổi ion này được áp dụng triệt để trong ống lọc nước Dileka. Sản phẩm này được chế tạo và sản xuất ở Nhật Bản, hiện đang được Dileka Việt Nam cung cấp trên thị trường Việt Nam. Đối với sản phẩm Dileka chúng ta sẽ tiết kiệm điện, nước và làm sạch nước triệt để nhưng vẫn tạo các khoáng chất có lợi cho sức khỏe.