Nước cứng là gì? Cách làm mềm nước cứng hiệu quả nhất

Nước cứng là loại nước có chứa lượng lớn các chất khoáng. Loại nước này được hình thành khi nước ngầm thấm vào các lớp đá vôi, đá phấn, thạch cao. Việc sử dụng nước cứng hằng ngày có thể gây dẫn đến nguy cơ mắc các bệnh về tiểu đường, tim mạch, … Vậy làm thế nào để làm mềm nước cứng, hãy cùng tìm hiểu chi tiết bên dưới bài viết!

Nước cứng là gì?

Nước cứng là loại nước có chứa hàm lượng khoáng chất hoà tan dưới dạng ion, cụ thể là cation của kim loại canxi (Ca2+) và magie (Mg2+). Mức độ các ion này vượt quá mức quy định (trên 300mg/lít).

Nguyên nhân hình thành nên nước cứng

Chúng ta có thể kể đến một số nguyên nhân tạo ra nước cứng như sau:

• Nguồn nước ngầm đi qua các lớp đá vôi, đất đá, thạch cao hoặc đá phấn khiến cho các ion Mg2+, Ca2+, … hòa tan vào nước.
• Một số ion kim loại khác có thể hình thành loại nước này như: Nhôm, kẽm, mangan, stonti, …
• Do quá trình xử lý nguồn nước ngầm để cung cấp cho người dân, nhiều trạm cung cấp nước chưa triệt để, nhiều nơi vẫn còn nước cứng.

Phân loại nước cứng

Nước cứng thường được chia thành 3 loại chính đó là:

• Nước cứng tạm thời: Nước gây ra do các muối CaCO3và Mg(HCO3)2, có chứa các ion Ca2+, Mg2+, HCO3-. Loại nước này không còn tính cứng khi được đun sôi. Nguyên nhân là vì muối hiđrocacbonat sẽ bị nhiệt phân thành muối không tan.
• Nước cứng vĩnh cửu: Loại nước cứng này có chứa các loại muối như: MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4. Thông thường, nước sẽ được làm mềm bằng các hóa chất như: baking soda (Na2CO3), hydroxit bari Ba(OH)2, xút NaOH, photphat natri Na3PO4, …
• Nước cứng thành phần: Nước có chứa các loại muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, MgCl2, CaCl2, MgSO4 và CaSO4. Để làm mềm nước cứng này, bạn có thể sử dụng phương pháp làm mềm đối với nước cứng vĩnh cửu và nước cứng tạm thời.

Tham khảo kiến thức:

• 5 chất làm mềm nước cứng tạm thời hiệu quả, tối ưu nhất
• 4 chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu an toàn, hiệu quả nhất

Các mức độ cứng của nước

Để xác định mức độ cứng của nước, chúng ta sẽ dựa vào hàm lượng khoáng chất hòa tan trong nước Ca2+ và Mg2+ như sau:

• Nồng độ dưới 60mg/l: Nước mềm.
• Nồng độ 60 đến 120 mg/l: Nước cứng vừa phải.
• Nồng độ 120 đến 180 mg/l: Nước cứng.
• Nồng độ hơn 180mg/ l: Nước rất cứng.

Dấu hiệu nhận biết của nước cứng

Để nhận biết nguồn nước của gia đình bạn có đang là nước cứng hay không, bạn có thể quan sát đặc điểm của nước. Nếu có các đặc điểm sau thì đây là nước cứng:

• Sau một thời gian sử dụng, bát đĩa kim loại sẽ bị bám các cặn trắng hoặc các đốm.
• Quần áo, chăn gối bị xỉn màu. Đặc biệt là sau khi giặt, sờ vào sẽ có cảm giác thô ráp.
• Vòi nước, vòi hoa sen bị rỉ sét, ố vàng hoặc tích tụ các lớp vảy cứng.  Vòi nước và hệ thống dẫn nước liên tục bị tắc.
• Gương trong nhà vệ sinh dễ bị mờ, xuất hiện những vệt trắng dù thường xuyên lau chùi.
• Bột giặt, nước rửa bát, các chất tẩy rửa không thể tạo bọt trong quá trình sử dụng.
• Nước cứng sẽ tạo ra những viên đá lạnh có màu đục và dễ tan chảy.
• Nếu hàm lượng magie quá cao, nước sẽ có vị đắng.
• Nước cứng sau khi đun sôi sẽ xuất hiện một lớp kết tủa màu trắng.
• Khi sử dụng nước cứng lâu ngày, da và tóc của bạn bị khô chứng tỏ nước nhiễm đá vôi.

Nước cứng gây hại gì đến cuộc sống?

Nước cứng có nồng độ các chất kim loại cao hơn bình thường, sẽ mang đến những tác hại đối với cuộc sống nếu dùng lâu dài.

Đối với sức khỏe của con người

Nước cứng khiến cho xà phòng không thể hoà tan và tạo bọt. Khi đó, những cặn bã sẽ tích tụ lại trên da, gây nên tình trạng khô tóc, khô da, mẩn ngứa, dị ứng hoặc thậm chí viêm da.

Nước cứng nếu đi vào cơ thể sẽ khiến cho muối Cacbonat kết tủa thành Ca(HCO3)2 không thể thấm qua thành ruột và mao mạch. Đây là nguyên nhân gây nên tình trạng sỏi thận, tắc nghẽn động mạch, tĩnh mạch, …

Đối với các vật dụng trong gia đình

• Do cặn Canxi và Magiê tích tụ, những vật dụng trong bếp, phòng tắm rất dễ bị hỏng. Khi tích tụ quá nhiều cặn mà không được xử lý làm giảm hiệu suất của các máy móc.
• Nước cứng làm giảm khả năng tạo bọt của chất tẩy rửa, khiến muối Canxi không tan. Khi đó, quần áo sau khi giặt sẽ cảm thấy khô ráp, nhanh sờn và dễ rách.
• Nước cứng có thể ăn mòn tháp giải nhiệt và tạo ra cặn trong các đường ống nước, làm tăng áp suất trong hệ thống nước và có nguy cơ gây cháy nổ.

Đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp

Nước cứng cũng ảnh hưởng đến quá trình sản xuất công nghiệp, đặc điểm ngành dệt may và công nghiệp đồ uống. Cụ thể:

• Ngành dệt may: Vải bị cứng, trầy xước, chất lượng giảm sút hoặc thậm chí bám những vết màu vàng đỏ nếu nước chứa sắt.
• Ngành đồ uống: Làm thay đổi mùi vị của đồ uống, ảnh hưởng đến mức độ an toàn do chứa những vi sinh vật hoặc chất gây ô nhiễm.

5 cách làm mềm nước cứng hiệu quả nhất

Nước cứng có ảnh hưởng rất nhiều đến cuộc sống của chúng ta. Chính vì vậy, bạn cần phải biết cách làm mềm nước cứng hiệu quả, đảm bảo sử dụng nguồn nước an toàn:

Phương pháp nhiệt

Phương pháp làm mềm nước cứng đầu tiên mà bạn có thể tham khảo đó là đun sôi nước. Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng nhiệt để làm bốc hơi khí cacbonic (CO2) hòa tan trong nước, từ đó làm giảm độ cứng của nước.

Ưu điểm:

• Đơn giản, dễ thực hiện.
• Chi phí thấp.
• Không sử dụng hóa chất.

Nhược điểm:

• Chỉ đạt hiệu quả cao đối với nước cứng tạm thời, không hiệu quả với nước cứng vĩnh cửu.
• Cần đun sôi nước trong thời gian dài thì mới có thể loại bỏ hết CO2.
• Việc đun sôi nước có thể làm cho các ion Ca2+ và Mg2+ kết tủa và bám dính vào thành nồi, ấm, bình đun nước.

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion cũng là một trong những phương pháp hiệu quả để làm mềm nước cứng. Với phương pháp này, các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng sẽ được trao đổi và trở thành các ion Na+ hoặc K+.

Cụ thể: Nước cứng chảy qua cột trao đổi ion, nơi chứa các hạt nhựa mang điện tích âm. Các ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng bị thu hút bởi điện tích âm của hạt nhựa và bám dính vào bề mặt hạt nhựa. Đồng thời, các ion Na+ hoặc K+ từ hạt nhựa được giải phóng vào nước, làm mềm nước.

Ưu điểm:

• Hiệu quả cao, có thể loại bỏ được hầu hết các ion Ca2+ và Mg2+.
• Dễ thực hiện và vận hành.
• Chi phí tương đối thấp.
• Có thể tái sử dụng các hạt nhựa trao đổi ion.

Nhược điểm:

• Chỉ hiệu quả đối với nước cứng tạm thời.
• Nước sau khi xử lý có thể chứa nhiều Na+ hoặc K+ hơn mức khuyến nghị, có thể ảnh hưởng đến sức khỏe.

Xem chi tiết: Cách làm mềm nước cứng bằng phương pháp trao đổi ion

Dùng máy lọc nước

Hiện nay, máy lọc nước RO đang là thiết bị được sử dụng phổ biến nhất để xử lý nước cứng. Phương pháp này giúp chúng ta có thể sử dụng một nguồn nước sạch, an toàn với cách thực hiện đơn giản.

Bạn có thể hiểu, máy lọc nước RO được tích hợp công nghệ thẩm thấu ngược (Reverse Osmosis) với màng lọc có kích thước khe hở siêu nhỏ (chỉ khoảng 0.1 nanomet). Khi đó, các ion Ca2+, Mg2+ hay các tạp chất, vi khuẩn, virus, kim loại nặng, … ra bị loại bỏ ra khỏi nước.

Tham khảo thêm: TOP 12 thiết bị xử lý nước cứng hiệu quả, tốt nhất hiện nay

Ưu điểm:

• Loại bỏ hoàn toàn các ion Ca2+, Mg2+, các tạp chất, vi khuẩn, virus, kim loại nặng, …
• Dễ dàng lắp đặt và sử dụng, cung cấp nước sạch trực tiếp tại vòi.
• Nước sau lọc có thể uống được ngay mà không cần phải đun sôi.

Nhược điểm:

• Chi phí đầu tư cao hơn.
• Nước sau lọc có thể bị mất một số khoáng chất vi lượng.
• Quá trình lọc nước RO sử dụng một lượng điện năng nhất định.

Tìm hiểu thêm: Công nghệ lọc nước RO: Ưu điểm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Dùng đá vôi

Phương pháp sử dụng đá vôi để làm mềm nước cứng dựa trên nguyên tắc tăng độ pH của nước bằng canxi hidroxit (Ca(OH)2). Sau khi thực hiện, các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ kết tủa thành Ca(OH)2 và Mg(OH)2. Sau đó, axit sẽ được thêm vào để điều chỉnh độ pH về mức bình thường.

Ưu điểm:

• Cách thực hiện đơn giản, chỉ cần sử dụng đá vôi, nước và axit readily available.
• Nguyên liệu dễ dàng tìm kiếm và giá thành rẻ.
• Có thể loại bỏ một lượng đáng kể ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.

Nhược điểm:

• Cần kiểm soát độ pH cẩn thận.
• Tạo ra lượng cặn lớn, có thể gây ảnh hưởng đến môi trường sống.

Dùng hóa chất

Cuối cùng, để làm mềm nước cứng chúng ta sẽ sử dụng các hoá chất công nghiệp. Phương pháp này không quá phổ biến trong hộ gia đình do tính chất nguy hiểm của hóa chất và yêu cầu chuyên môn cao.

Ở đây, bạn sẽ sử cho trực tiếp các hoá chất như Na2CO3 và NaOH vào nước để biến Magie và Canxi thành các hợp chất tan được trong nước.

Ưu điểm:

• Hiệu quả cao, loại bỏ được nhiều ion Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng.
• Có thể điều chỉnh lượng hóa chất để đạt được độ cứng mong muốn.
• Kéo dài tuổi thọ của các thiết bị, giảm chi phí bảo trì.

Nhược điểm:

• Hóa chất có thể gây nguy hiểm cho người sử dụng nếu không được xử lý cẩn thận.
• Cần có kiến thức và kỹ năng để sử dụng hóa chất một cách hiệu quả và an toàn.
• Nước thải sau khi xử lý có thể chứa hóa chất độc hại, cần được xử lý đúng cách.

Tham khảo chọn mua: Các loại hoá chất xử lý nước thông dụng hiện nay

Biện pháp hạn chế sự hình thành của nước cứng

Ngoài ra, cũng có thể hạn chế sự hình thành nước cứng bằng cách sử dụng những chất tẩy rửa như: Dầu rửa bát, nước giặt, xà phòng, … có hàm lượng các ion Ca2+ và Mg2+ thấp.

Như vậy, chúng ta vừa tìm hiểu về những cách để làm mềm nước cứng hiệu quả, nhanh chóng. Nước cứng là nguồn gốc gây nên nhiều vấn đề về sức khoẻ, sinh hoạt hằng ngày, sản xuất công nghiệp. Vì vậy, hãy chọn ra những cách xử lý phù hợp để đảm bảo có được nguồn nước sạch nhé!