Nước cứng là gì? Tác hại & Cách xử lý hiệu quả!

Tìm hiểu nước cứng là gì?

Nước cứng là loại nước có chứa hàm lượng cation Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) trong 1 lít nước cao vượt quá mức cho phép. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ biểu thị tính chất cứng của nước, trong đó, nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng.

Nước mềm chứa hàm lượng Ca2+ và Mg2+ phù hợp, ít hoặc không chứa các ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+)

Người ta chia nước cứng thành 3 loại:

Nước cứng tạm thời: nước cứng tạm thời do các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 gây ra. Nước cứng tạm thời khi đun sôi sẽ không còn tính cứng do muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan. 
Nước cứng vĩnh cửu: Tính cứng vĩnh cửu của nước do các loại muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4 gây ra. Nước cứng vĩnh cữu không thể khắc phục bằng cách đun sôi.

Nước cứng toàn phần là nước cứng có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu, có nghĩa là nó chứa cả các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 và muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4.

Nguyên nhân gây ra nước cứng

Nước có độ cứng cao thường là từ các nguồn nước ngầm. Nước ngầm đi qua các lớp đất đá, các lớp đá vôi, trầm tích từ đó hòa tan các ion Ca2+ Mg2+ … trong các lớp trầm tích, đá vôi… làm tăng độ cứng trong nước. Nước ở ao hồ, sông suối cũng có thể bị tăng độ cứng do nguyên nhân này.

Khi xử lý nguồn nước ngầm để cung cấp cho người dân, nhiều trạm xử lý nước chưa có biện pháp xử lý nước cứng triệt để nên ở nhiều vùng, nguồn nước máy vẫn bị tình trạng  cứng.

Dấu hiệu nhận biết của nước cứng:

Là một trong những tình trạng thường gặp tại các khu dân cư hay hộ gia đình nên khi nước cứng xuất hiện, bạn cần nhận biết ngay hiện tượng để có cách xử lý hoặc khắc phục tác hại. Các dấu hiệu nhận biết này như sau:

• Các đốm trắng xuất hiện trên đồ thủy tinh hoặc gương, kính khi khô.
• Gương kính trong nhà vệ sinh không trong suốt (bị bám trắng hoặc bị mờ dù lau chùi, tẩy rửa)
• Các mảng dày bám trắng sót lại trong ấm đun nước
• Vòi nước, ống nước thường hay bị bám một lớp bột như đá vôi
• Khi phà trà, cafe có lớp váng mỏng xuất hiện. Thức uống pha bị giảm bớt mùi thơm, hương vị.
• Thùng máy giặt bị đóng cặn trắng và có thể bị tắc
• Bột giặt, xà phòng cùng các sản phẩm tẩy rửa khác bị giảm lượng bọt.
• Nước đá từ nước cứng có màu đục và tan nhanh hơn so với nước sạch.

Khi làm đá lạnh, bạn không nên dùng nước cứng vì khó đông, tan nhanh và màu bị đục.

Tác hại của nước cứng

• Trong đời sống hàng ngày

Suy giảm khả năng tạo bọt của xà phòng. Bên cạnh đó, giảm tác dụng tẩy rửa do nước cứng tạo ra muối canxi không hòa tan, làm mục vải nhanh, gây cũ quần áo, khô da, khô tóc. Hơn nữa, các dụng cụ đun nấu nướng như: bình nóng lạnh hay nồi hơi dễ bị dính cặn, hư hao nhanh chóng.

Nước cứng khiến các sản phẩm tẩy rửa trở nên ít bọt

Lớp CaCO3 hình thành do nước cứng có thể tạo thành 1 lớp cách nhiệt dưới đáy nồi hơi, làm giảm khả năng dẫn và truyền nhiệt, làm tiêu hao điện năng gây lãng phí.

Nước cứng lắng cặn còn gây tắc ứ các đường nước, tạo các mảng bám dày hoặc các vệt ố vàng trên nhiều vật dụng trong nhà. Sử dụng nước cứng cũng làm giảm công năng và tuổi thọ của nhiều thiết bị điện, vật dụng.

Nước cứng khiến các thiết bị, vật dụng trong nhà nhanh hỏng

• Đối với sức khỏe

Dùng nước cứng tắm gội hàng ngày sẽ gây khô da, khô tóc hay mẩn ngứa.

Nước cứng tạm thời khi đi vào cơ thể thì muối bicarbonat bị phân hủy tạo thành muối cacbonat kết tủa (Ca(HCO3)2 => CaCO3). CaCO3 không thấm qua được thành ruột và động mạch nên tích tụ trong các cơ quan của cơ thể, lâu ngày sẽ tích tụ tạo thành sỏi thận, sỏi tiết niệu hoặc làm tắc thành trọng của động mạch, tĩnh mạch do đóng cặn vôi gây nguy hiểm đến sức khỏe.

Khi pha đồ uống, nấu ăn nước cứng thường làm mất vị ngon ngọt tự nhiên, giảm hương vị của thực phẩm. Đặc biệt, nước cứng làm thay đổi rõ rệt màu sắc, mùi vị của sữa, cà phê, trà… làm các loại này có màu đậm hơn, ít ngọt và ít thơm, vị chát hoặc vị ngang.

Ngoài ra, bạn không nên sử dụng nước cứng để sắc thuốc. Các loại thuốc nam hay thuốc bắc khi kết hợp với ion trong nước này gây biến đổi thành phần thuốc, có thể gây ra một số tác dụng phụ nguy hiểm.

Tiêu thụ nước cứng lâu ngày sẽ dẫn đến tích tụ sỏi thận và nhiều bệnh khác

• Trong công nghiệp

Tại các nồi áp suất của tua bin hơi nước ở nhiều nhà máy, việc sử dụng nước cứng ở nhiệt độ cao sẽ dẫn đến dẫn nhiệt kém. Vì Ca(HCO3)2 dễ bị nhiệt phân tạo thành CaCO3 – là chất kết tủa, tạo nên lớp cách nhiệt ngay dưới đáy và cản trở quá trình dẫn nhiệt. Ngoài ra, các mảng bám này còn tăng nguy cơ bịt kín nhiều lỗ van an toàn khiến hơi nước không thoát ra được. Điều này làm tăng áp suất trong nồi lên mức nguy hiểm, có khả năng gây cháy nổ.

Một số ngành công nghiệp không thể dùng nước cứng, nếu độ cứng vượt giới hạn cho phép (tuỳ mục đích sử dụng) thì phải làm mềm hóa nước.

Nước cứng làm cho các thiết bị công nghiệp như nồi hơi, thiết bị lạnh… dẫn đến tình trạng bám cặn trên bề mặt thiết bị đun nấu, làm giảm hệ số lưu thông lưu lượng trên đường ống, dần dần có thể gây áp lực lớn gây nổ nổi hơi.

Nước cứng gây nhiều phiền toái trong cuộc sống, vậy cách khắc phục nước cứng như thế nào hiệu quả?

Một số cách xử lý nước cứng hiệu quả

Xử lý nước cứng là làm giảm nồng độ ion Ca2+ và Mg2+ trong nước sao cho nồng độ 2 ion này còn trong nước ở mức phù hợp nhất.

Các cách xử lý nước cứng

Xử lý nước cứng bằng hạt nhựa trao đổi ion: hạt nhựa trao đổi ion là loại hạt không hòa tan và có chứa các ion có thể dễ dàng trao đổi với các ion Ca2+ và Mg2+ trong dung dịch phản ứng với nó, từ đó làm mềm nước.

Xử lý nước cứng bằng hóa chất: phương pháp này sẽ pha các hóa chất khác nhau vào nước để kết hợp với ion Ca2+ và Mg2+ tạo thành các hợp chất không tan trong nước

Xử lý nước cứng bằng phương pháp nhiệt: đun nóng hoặc chưng cất nước cứng để muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan. Phương pháp này thưởng chỉ hiệu quả đối với nước cứng tạm thời.
 
Xử lý nước cứng bằng phương pháp tổng hợp: là phương pháp phối hợp 2 trong 3 phương pháp trên.

 Xử lý nước cứng bằng cách lọc qua màng bán thấm, thẩm thấu ngược (RO), công nghệ lọc Nano

Xử lý nước cứng là làm giảm nồng độ ion Ca2+ và Mg2+ trong nước sao cho nồng độ 2 ion này còn trong nước ở mức phù hợp nhất.

• Xử lý nước cứng bằng hạt nhựa trao đổi ion

Hạt nhựa trao đổi ion là loại hạt không hòa tan và có chứa các ion có thể dễ dàng trao đổi với các ion Ca2+ và Mg2+ trong dung dịch phản ứng với nó, từ đó làm mềm nước.

Nguyên lý của hoạt động này dựa trên việc sử dụng hạt nhựa trao đổi ion thay thế các ion tự do có hại trong nước. Trong đó, các muối Kali và Natri có khả năng tan hoàn toàn trong nước, vô hại nên dùng thay thế Magie và Canxi trong nước cứng. Phản ứng này sẽ hoán vị Mg2+, Ca2+ trong nước bằng K+ và Na+. Đây là phương pháp tối ưu vì có chi phí tốt nhất, lại dễ áp dụng.

• Xử lý nước cứng bằng hóa chất

Phương pháp này sẽ pha các hóa chất khác nhau vào nước để kết hợp với ion Ca2+ và Mg2+ tạo thành các hợp chất không tan trong nước

• Xử lý nước cứng bằng phương pháp nhiệt

Đun nóng hoặc chưng cất nước cứng để muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân thành muối không tan. Phương pháp này thưởng chỉ hiệu quả đối với nước cứng tạm thời.

Đây được xem là phương pháp phổ biến được nhiều gia đình sử dụng, nước cứng sẽ được làm mềm hiệu quả bởi các phản ứng hóa học, dưới các tác động của nhiệt lượng lớn. Phản ứng xảy ra như sau:

• Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
• Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2

Lúc này, ở cả 2 phản ứng trên đều giải phóng khí CO2, tạo kết tủa MgCO3, CaCO3 được lắng đọng dưới ấm đáy. Do đó, đối với phương pháp đun sôi này, tích tụ các mảng bám lâu ngày dẫn đến việc hỏng hóc các thiết bị, tác động đến chất lượng nước và ảnh hưởng đến sức khỏe.

• Xử lý nước cứng bằng phương pháp tổng hợp

Là phương pháp phối hợp 2 trong 3 phương pháp trên.

• Xử lý nước cứng bằng máy lọc nước

Xử lý nước cứng bằng cách lọc qua màng bán thấm, thẩm thấu ngược (RO) hoặc công nghệ lọc Nano cũng là cách an toàn và hiệu quả. Các loại máy lọc nước trên dựa theo nguyên lý trao đổi ion để làm mềm nước, khử vôi. Đồng thời qua các màng lọc RO, Nano, các cặn Canxi, Magie còn sót lại trong nước sẽ được màng lọc giữ lại và đẩy ra ngoài theo dòng nước thải.