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 Môi Trường Song Phụng tìm hiểu chi tiết bên dưới bài viết!

Nước cứng là gì?

Nước cứng là loại nước có chứa hàm lượng khoáng chất hòa tan cao, chủ yếu là các ion canxi (Ca2+) và magiê (Mg2+). Mức độ các ion này vượt quá mức quy định (trên 300mg/lít). Nước cứng thường được hình thành khi nước ngầm chảy qua các lớp đá vôi, đá phấn hoặc thạch cao, những loại đá này chứa nhiều ion canxi và magiê.

Nguyên nhân hình thành nên nước cứng

Dưới đây là một số nguyên nhân phổ biến hình thành nên nước cứng:

• Nguồn nước ngầm: Đây là nguyên nhân phổ biến nhất. Khi nước ngầm chảy qua các lớp đá vôi, đá phấn, thạch cao hoặc các loại đá giàu khoáng chất khác, các ion canxi (Ca2+) và magiê (Mg2+) hòa tan vào nước, làm tăng độ cứng của nước. Đặc biệt, các khu vực có nhiều núi đá vôi thường có nguồn nước ngầm với độ cứng cao.
• Các ion kim loại khác: Ngoài canxi và magiê, một số ion kim loại khác như sắt, nhôm, mangan, stronti cũng có thể góp phần làm tăng độ cứng của nước, mặc dù chúng thường có nồng độ thấp hơn.
• Ô nhiễm nguồn nước: Hoạt động công nghiệp và sinh hoạt của con người có thể thải ra môi trường các chất thải chứa ion kim loại. Những ion này tích tụ trong nguồn nước, góp phần làm tăng độ cứng của nước.
• Xử lý nước chưa triệt để: Trong quá trình xử lý nước ngầm để cung cấp cho người dân, nếu các trạm cung cấp nước không loại bỏ triệt để các ion canxi và magiê, nước cứng vẫn có thể tồn tại trong nguồn nước sinh hoạt.

Phân loại nước cứng

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

• Nước cứng tạm thời: Đây là loại nước cứng gây ra bởi sự hòa tan của các muối bicarbonate canxi (Ca(HCO₃)₂) và magiê (Mg(HCO₃)₂). Đặc điểm nổi bật của loại nước này là có thể loại bỏ độ cứng bằng cách đun sôi. Khi đun sôi, các muối bicarbonate này sẽ bị phân hủy, tạo thành kết tủa không tan, tách ra khỏi nước. Điều này làm cho nước mềm hơn, phù hợp hơn cho sinh hoạt hàng ngày.
• Nước cứng vĩnh cửu: Khác với nước cứng tạm thời, loại nước này chứa các muối clorua và sulfat của canxi và magiê, như CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, và MgSO₄. Đặc điểm chính của nước cứng vĩnh cửu là không thể loại bỏ độ cứng bằng cách đun sôi. Để làm mềm loại nước này, cần sử dụng các phương pháp hóa học như dùng soda, vôi tôi, hoặc nhựa trao đổi ion.
• Nước cứng toàn phần: Đây là loại nước cứng bao gồm cả tính chất của nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu. Nói cách khác, nó chứa cả muối bicarbonate và muối clorua/sulfat của canxi và magiê. Để làm mềm loại nước này, cần kết hợp các phương pháp xử lý áp dụng cho cả nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu.

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, với hàm lượng khoáng chất hòa tan thấp, không chỉ giúp giảm bớt vấn đề về đóng cặn mà còn tương thích tốt với xà phòng, tạo bọt hiệu quả. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, nước quá mềm có thể dẫn đến việc thiếu hụt các khoáng chất cần thiết cho sức khỏe.
• Nồng độ 60 đến 120 mg/l: Nước cứng vừa phải có hàm lượng khoáng chất hòa tan ở mức trung bình, có thể gây ra một số vấn đề nhỏ về đóng cặn nhưng thường không đáng kể. Loại nước này được coi là chấp nhận được cho sinh hoạt hàng ngày.
• Nồng độ 120 đến 180 mg/l: Nước cứng, với hàm lượng khoáng chất hòa tan từ 120 đến 180 mg/l, có thể gây ra các vấn đề như đóng cặn trên thiết bị gia dụng và làm giảm hiệu quả của xà phòng, do vậy cần lưu ý khi sử dụng loại nước này trong sinh hoạt.
• Nồng độ hơn 180mg/l: Nước rất cứng vì đây là loại nước có hàm lượng khoáng chất hòa tan rất cao. Nước rất cứng gây ra các vấn đề nghiêm trọng về đóng cặn, làm hư hỏng thiết bị và gây khó khăn trong sinh hoạt. Cần có biện pháp xử lý để làm mềm loại nước này trước khi sử dụng.

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:

• Cặn trắng hoặc đốm trên bát đĩa kim loại: Sau một thời gian sử dụng, nếu bạn thấy các cặn trắng hoặc đốm bám trên bát đĩa kim loại, đặc biệt là sau khi rửa, đây là một dấu hiệu rõ ràng của nước cứng. Các cặn này là kết quả của các khoáng chất trong nước cứng kết tủa và bám vào bề mặt kim loại.
• Quần áo, chăn gối bị xỉn màu và thô ráp: Nước cứng có thể làm cho quần áo và chăn gối bị xỉn màu và trở nên thô ráp sau khi giặt. Các khoáng chất trong nước cứng có thể tương tác với xà phòng và chất tẩy rửa, tạo ra các chất cặn bám vào sợi vải.
• Vòi nước, vòi hoa sen bị rỉ sét, ố vàng và tắc nghẽn: Nước cứng có thể gây ra rỉ sét, ố vàng và tắc nghẽn vòi nước, vòi hoa sen và hệ thống dẫn nước. Các khoáng chất trong nước cứng có thể tích tụ và tạo thành cặn bám vào đường ống, làm giảm lưu lượng nước và gây tắc nghẽn.
• Gương trong nhà vệ sinh bị mờ và có vệt trắng: Gương trong nhà vệ sinh dễ bị mờ và xuất hiện các vệt trắng do nước cứng. Các khoáng chất trong nước cứng có thể bám vào bề mặt gương, làm giảm độ bóng và tạo ra các vệt trắng khó lau chùi.
• Bột giặt, nước rửa bát khó tạo bọt: Nước cứng làm giảm hiệu quả của bột giặt, nước rửa bát và các chất tẩy rửa, khiến chúng khó tạo bọt. Các khoáng chất trong nước cứng tương tác với các chất hoạt động bề mặt trong xà phòng, làm giảm khả năng tạo bọt.
• Đá lạnh bị đục và nhanh tan: Nước cứng tạo ra đá lạnh có màu đục và dễ tan chảy hơn so với nước mềm. Các khoáng chất trong nước cứng làm thay đổi cấu trúc của đá, khiến nó trở nên xốp hơn và nhanh tan hơn.
• Kết tủa trắng sau khi đun sôi: Khi đun sôi nước cứng tạm thời, bạn sẽ thấy xuất hiện một lớp kết tủa màu trắng. Đây là do các muối bicarbonate trong nước phân hủy và tạo thành cacbonat không tan.
• Da và tóc khô: Sử dụng nước cứng lâu ngày có thể làm khô da và tóc. Các khoáng chất trong nước cứng có thể làm mất độ ẩm tự nhiên của da và tóc.

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 phương pháp làm mềm nước cứng hiệu quả và nhanh chóng. Nước cứng không chỉ gây ảnh hưởng đến sức khỏe mà còn tác động tiêu cực đến sinh hoạt và sản xuất. Để đảm bảo nguồn nước sạch, an toàn, việc lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp là rất quan trọng. Môi Trường Song Phụng cung cấp dịch vụ tư vấn, thiết kế và lắp đặt hệ thống xử lý nước chuyên nghiệp, giúp bạn loại bỏ nước cứng hiệu quả, tiết kiệm chi phí. Liên hệ ngay để được tư vấn miễn phí và trải nghiệm dịch vụ chất lượng!