Chất làm mềm nước

Bất kỳ ai sống trong vùng nước cứng ở miền  Bắc sẽ quen với việc đóng cặn trong ấm đun nước, trên vòi và màn tắm, thiếu bọt xà phòng, bột giặt, v.v., cặn trắng  xung quanh bồn tắm và khăn tắm dễ xước. Mặc dù cáu cặn có thể nhìn thấy là khó coi, nhưng vấn đề thực sự là tác động có hại của  cặn đối với hệ thống thiết bị vệ sinh. Hiệu ứng này không rõ ràng ngay lập tức vì nó đang xảy ra trong các đường ống và thiết bị và hầu hết mọi người lắp đặt thiết bị làm mềm nước vì lý do thẩm mỹ.

Nguyên nhân gây ra nước cứng?

Nước mưa có tính axit tự nhiên vì nó chứa carbon dioxide hòa tan từ khí quyển và sẽ hòa tan các hợp chất mà nó tiếp xúc. Nước cứng được hình thành khi nước mưa thấm qua cặn đá vôi, đá phấn và đá dolomit. Chính các ion magiê hòa tan và các ion canxi làm cho nước cứng, trái ngược với nước mềm thường đi qua các nguồn than bùn, đá lửa hoặc sa thạch.

Nước cứng tạm thời và vĩnh viễn

Nước cứng tạm thời chứa các ion hydro cacbonat hòa tan (khi đun nóng) bị phân hủy tạo thành các ion cacbonat phản ứng với các ion canxi và magiê hòa tan tạo thành kết tủa không hòa tan (canxi cacbonat và magie cacbonat), thường được gọi là cặn. 

Nước cứng vĩnh cửu chứa các ion sunphat hòa tan mà khi đun nóng vẫn hòa tan, do đó không gây ra cặn vôi. Mặc dù cả hai đều có tác dụng như nhau đối với chất tẩy rửa, nhưng độ cứng tạm thời lại gây ra nhiều vấn đề hơn trong các mạch ống nước, vì quy mô tạo ra có nghĩa là cần nhiều năng lượng hơn để làm nóng cùng một lượng nước. Người ta tính toán rằng một lớp vôi 1mm trên bộ trao đổi nhiệt trong lò hơi có thể làm giảm hiệu suất truyền nhiệt đi 7,5%,

Cách xử lý nước cứng

Có hai cách để xử lý nước cứng. Nước có thể được điều hòa hoặc nó có thể được làm mềm. Nước điều hòa không làm thay đổi thành phần của nước nên nó vẫn cứng. Sử dụng các phương pháp khác nhau (điện tử, từ tính, điện phân và định lượng phốt phát) chúng làm giảm tốc độ kết tủa cặn. Máy điều hòa nước có thể hoạt động trong một số trường hợp nhất định nhưng quá trình này không được đảm bảo để tránh đóng cặn, trong khi chất làm mềm nước thực sự làm mềm nước, một quá trình tồn tại vĩnh viễn. Nhược điểm là quá trình làm mềm cần có một lượng lớn muối và nước.

Cách thức hoạt động của chất làm mềm nước

Một thiết bị làm mềm nước sinh hoạt tiêu chuẩn hoạt động trên nguyên lý trao đổi ion. Nó điều hòa, hoặc làm mềm nước cứng bằng cách thay thế natri clorua (muối) cho các khoáng chất cứng như canxi và magiê. Một chất làm mềm nước điển hình có một bể chứa nhựa (hoặc khoáng chất), một bể chứa nước muối và một số loại điều khiển. Nước không điều hòa chảy qua lớp hạt nhựa có điện tích âm hút các ion khoáng tích điện dương của nước cứng đồng thời tạo ra các ion natri. Do lực hút này, các khoáng chất trong nước, chẳng hạn như canxi và magiê, bám vào các hạt nhựa khi nước đi qua bể. Đến khi nước ngập đến đáy bể, nó mềm ra. Sau một thời gian, các hạt nhựa được phủ một lớp khoáng chất và phải được sạc lại để có hiệu quả trở lại.

Trong chu trình sạc lại, nước được đưa qua các khối muối để tạo ra nước muối được bơm qua các hạt nhựa. Khi chảy qua các hạt nhựa, nó trao đổi natri cho các ion nước cứng, tái tạo lực hút điện của các hạt nhựa. Nước muối dư sau đó được rửa sạch khỏi nhựa để ráo nước.

Kiểm soát chu kỳ tái sinh

Điều quan trọng là việc sạc lại chỉ xảy ra khi cần thiết vì quy trình sử dụng nhiều muối và nước. Tỷ lệ bổ sung phụ thuộc vào lượng nước sử dụng trong gia đình và độ cứng của nước (điều này phụ thuộc vào vị trí địa lý). Chất làm mềm nước xả và sạc lại hệ thống theo lịch trình thường xuyên sẽ rẻ hơn khi mua nhưng là một nền kinh tế sai lầm. Chúng có khả năng sạc lại khi không cần thiết (sử dụng muối và nước không cần thiết), hoặc không nạp đủ nhanh (do đó cung cấp nước cứng ngay cả khi đã lắp bộ làm mềm!). Các chất làm mềm hiệu quả hơn đo lượng nước được sử dụng so với độ cứng của nó, để đảm bảo việc sạc lại chỉ diễn ra khi cần thiết. Đo lường có thể bằng điều khiển điện tử (yêu cầu kết nối điện) hoặc thông qua đồng hồ đo nước cơ học.