Nước cứng là gì? Dấu hiệu, nguyên nhân, tác hại và cách làm mềm

Không chỉ Khách Hàng của VITEKO, bản thân VITEKO cũng mong rằng tất cả mọi người đều có thể nhận biết được nước cứng là gì, hiểu rõ tác hại cũng như các nguyên nhân hình thành và cách làm mềm nước cứng.

Mục đích cũng vì chúng tôi muốn tất cả chúng ta chủ động hơn trong việc bảo vệ sức khỏe của bản thân, lựa chọn biện pháp xử lý nguồn nước phù hợp, giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả và kéo dài tuổi thọ cho các thiết bị, vật dụng gia đình và máy móc công nghiệp.

I. Nước cứng là gì?

Nước cứng là nước có chứa hàm lượng chất khoáng cao, trong đó chủ yếu là hai ion kim loại Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+), nguyên nhân hình thành là do nước ngầm thấm qua các tầng đất đá như lớp đá vôi, đá phấn, thạch cao,...

Các loại đá đó vốn chứa một lượng ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) lớn, hòa tan ở dạng cacbonat, hydrocacbonat, sulfat, nitrat, clorua, khiến cho nồng độ chất khoáng và độ cứng của nước tăng cao.

Ngoài ra thì trong nước cứng cũng có thể chứa nhiều ion sắt, có thể thấy thông qua những vết ố nâu đỏ trên bề mặt của các vật dụng tráng men, sợi vải, đó là sắt trong nước cứng khi bị oxy hóa. Một số ion kim loại cũng góp phần gây nên nước cứng như stronti, nhôm, bari, kẽm, mangan nhưng không đáng kể vì hàm lượng rất thấp.

II. Nguyên nhân hình thành nước cứng

Nguyên nhân hình thành nước cứng khác với nguyên nhân gây ra nước cứng. Một bên là sự hình thành tự nhiên, còn một bên là bị gây ra bởi con người.

Yếu tố tự nhiên chủ yếu là mưa, nước ngầm thấm, chảy xuống các tầng địa chất, các lớp đất đá giàu chất khoáng (Chủ yếu là ion Canxi, ion Magie) hòa tan vào nước. Yếu tố con người là từ chất thải, nước thải sinh hoạt, công nghiệp, khai thác,… mà gây ra nước cứng.

Nước cứng hình thành từ tự nhiên

• Nước mưa: Rơi trên các lớp đất đá chứa nhiều chất khoáng hòa tan, ngấm vào nước ngầm.
• Nước ngầm: Chảy qua và rửa trôi chất khoáng hòa tan trong các lớp địa chất, đất đá sau đó bị hòa tan vào trong nước.
• Nước ở khu vực có địa chất chứa nhiều đá vôi: Tỉ lệ hình thành nước cứng từ nước mưa, nước ngầm cao hơn. Các nguồn nước từ sông, hồ, ao, suối cũng dễ bị nhiễm chất khoáng gây cứng nước hơn.

Nước cứng gây ra bởi con người

• Chất thải, nước thải công nghiệp và sinh hoạt: Bên trong chứa nhiều ion kim loại nặng, chưa được xử lý đúng cách trước khi thải ra môi trường đất, sông, hồ, ao, suối, làm tăng độ cứng của nước.
• Sử dụng nước lợ, nhiễm mặn trong nông nghiệp: Cụ thể là dùng để tưới tiêu, khiến cho hàm lượng muối canxi, magie trong đất tăng nhanh, khi bị rửa trôi, nó sẽ ngấm vào nguồn nước, gây ra nước cứng.

III. Phân loại nước cứng

Dựa vào các thành phần ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) chứa bên trong nước, nước cứng sẽ được phân thành 3 loại chính: Nước cứng tạm thời (Chứa muối hòa tan gốc bicarbonate), nước cứng vĩnh cửu (Chứa muối hòa tan dưới dạng chloride (Cl⁻) hoặc sulfate (SO₄²⁻)), nước cứng toàn phần (Bao gồm thành phần của nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu).

3.1. Nước cứng tạm thời

Nước cứng tạm thời chứa nhiều ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+), ở dạng chủ yếu là muối bicarbonat như Canxi Bicacbonat (Ca(HCO3)2) và Magie Bicacbonat (Mg(HCO3)2). Các ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) kết hợp với gốc Bicarbonate (HCO3-) tạo thành các hợp chất có tỷ lệ kết tủa cao khi đun nóng.

Dấu hiệu nhận biết:

• Xuất hiện các cặn bám màu trắng ở phần đáy khi đun sôi.
• Các loại xà phòng dùng để rửa chén bát, giặt giũ, tắm, gội,… khó tạo bọt.
• Các vật dụng như vòi nước, đường ống, dụng cụ nấu nướng xuất hiện các vảy, vết ố.

Cách làm mềm nước cứng tạm thời:

• Đun sôi bằng nồi, ấm siêu tốc,...
• Sử dụng chất hóa học làm mềm nước cứng như Na2CO3 (Soda), Ca(OH)2 (Vôi tôi), Na3PO4 (Natri phosphat),…

Ấn vào đây → Cách làm mềm nước cứng tạm thời ← để xem hướng dẫn chi tiết!

3.2. Nước cứng vĩnh cửu

Nước cứng vĩnh cửu có chứa các ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) ở dạng muối hòa tan chloride (Cl⁻), sulfate (SO₄²⁻) như CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4, là các liên kết bền vững, không thể làm mềm nước bằng cách đun sôi mà phải thông qua các phương pháp làm mềm nước cứng chuyên sâu hơn.

Dấu hiệu nhận biết:

• Xuất hiện các cặn bám màu trắng ở vòi nước, đường ống, bồn tắm,…
• Các vết ố vàng ở trên quần áo, vải sợi,…
• Xà phòng không lên bọt.
• Da, tóc bắt đầu khô, xơ.
• LƯU Ý: Không thể nhận biết khi đun sôi vì nước cứng vĩnh cửu chứa các chất không phản ứng với nhiệt.

Cách làm mềm nước cứng vĩnh cửu:

• Sử dụng hóa chất làm mềm nước như Natri Cacbonat (Na₂CO₃), Natri photphat (Na₃PO₄), Xút (NaOH), Bari hydroxit (Ba(OH)₂),…
• Lắp đặt hệ thống lọc sử dụng công nghệ lọc hiện đại như công nghệ lọc RO, hệ thống làm mềm nước chuyên dụng, hệ thống lọc tổng đầu nguồn,…

Ấn vào đây để tham khảo → Các chất làm mềm nước cứng vĩnh cửu ← chi tiết và hữu dụng nhất!

3.3. Nước cứng toàn phần

Nước cứng toàn phần có chứa tất cả các thành phần của nước cứng tạm thời và nước cứng vĩnh cửu, nồng độ ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+) rất cao, khiến cho việc làm mềm nước trở thành một vấn đề rất phức tạp.

Dấu hiệu nhận biết:

• Xuất hiện cặn bám dưới đáy khi đun sôi.
• Các dụng cụ, thiết bị, máy móc tiếp xúc với nguồn nước sẽ có 1 lớp cặn, bị ố vàng.
• Khi sử dụng xà phòng không thấy xuất hiện bọt, khả năng làm sạch giảm đáng kể.
• LƯU Ý: Nước cứng toàn phần có thể bị nhầm lẫn với nước cứng tạm thời vì phản ứng kết tủa khi đun sôi.

Cách làm mềm nước cứng toàn phần:

• Sử dụng các chất làm mềm nước cứng như Natri Hydroxit (NaOH), vôi tôi (Ca(OH)₂), Soda (Na₂CO₃), Natri photphat (Na₃PO₄), Bari hydroxit (Ba(OH)₂),…
• Lắp đặt thiết bị làm mềm nước để xử lý nước cứng bằng phương pháp trao đổi ion.

Ấn vào đây biết thêm về → Các chất làm mềm nước cứng toàn phần ←  cùng những phương pháp làm mềm nước hiệu quả!

Lời khuyên: Để đảm bảo nguồn nước an toàn, không gây hại đến sức khỏe cũng như ảnh hưởng xấu đến thiết bị máy móc gia dụng và công nghiệp, VITEKO cho rằng mọi người nên chọn cách lắp đặt một hệ thống làm mềm nước chuyên dụng.

3.4. Phân loại độ cứng của nước

Độ cứng của nước là thước đo chỉ số tổng hàm lượng ion kim loại hòa tan trong nước cứng, chủ yếu là xác định nồng độ ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+), đơn vị đo độ cứng là miligam trên lít (mg/L) hoặc phần triệu (ppm). Nước cứng được xác định khi nồng độ các ion này > 60 mg/L (ppm). Ngược lại, < 60 mg/L (ppm) là nước mềm.

Thang đo so sánh và phân loại độ cứng của nước theo USGS (Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ):

• Nước mềm: 0 – 60 mg/L (PPM)
• Nước cứng vửa phải (Tương đối cứng): 61 - 120 mg/L (PPM)
• Nước cứng: 121 - 180 mg/L (PPM)
• Nước rất cứng: ≥ 181 mg/L (PPM)

*Bảng đo so sánh và phân loại độ cứng của nước theo PPM (mg/L)

Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Chất lượng nước ăn uống (QCVN 01:2009/BYT) quy định độ cứng tối đa cho phép là 300 mg/L (tính theo CaCO3) - Tham khảo ở trang thông tin Pháp Luật.

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT) quy định độ cứng tối đa cho phép là 350 mg/L - Tham khảo ở trang thông tin Pháp Luật.

IV. Dấu hiệu nhận biết nước cứng

Để nhận biết được nước cứng, chúng ta có thể dựa vào vết ố, cặn bẩn bám trên ống dẫn nước, vòi nước, thùng chứa, hay các vật dụng có chất liệu vải bị khô ráp, xà phòng không tạo bọt, xuất hiện cặn trắng lắng dưới đáy khi đun sôi. Ngoài ra nếu dùng nước có độ cứng cao để làm đá viên, đá trông rất đục, còn có một số cặn, váng trắng ở trong.

Vết ố, cặn bẩn bám trên thiết bị, dụng cụ, máy móc:

• Các vật dụng chất liệu vải bị thô ráp: Thường thấy ở hệ thống ống dẫn, vòi nước, thùng, bồn chứa, máy giặt,… Nói chung là có tiếp xúc trực tiếp với nguồn nước cứng.
• Các loại xà phòng không tạo được bọt: Nước rửa chén, nước giặt, kể cả sữa tắm, dầu gội,… đều không xuất hiện bọt khi sử dụng.
• Nước đun sôi xuất hiện cặn lắng ở đáy: Đun nước sôi lên xong để nước nguội, khi quan sát sẽ thấy bên dưới đáy có 1 lớp màu trắng.
• Tình trạng da và tóc: Bị khô, xơ, rối, thậm chí là gây dị ứng da, rụng tóc.
• Hệ thống nước yếu, không hoạt động: Nếu cặn tích tụ bám trên đó quá nhiều, có thể đã làm tắc nghẽn nghiêm trọng, nước trong hệ thống không chảy qua được.

V. Tác hại của nước cứng

Nếu sử dụng nước cứng, người dùng sẽ đối mặt với một số vấn đề sức khỏe, ảnh hưởng xấu đến đời sống sinh hoạt và nó cũng tác động không hề nhỏ đối với nhiều ngành công nghiệp. Nếu biết được nước cứng có thể gây ra những gì, có lẽ bạn sẽ không xem nhẹ nó nữa.

Tác hại của nước cứng đối với sức khỏe

• Sỏi tiết niệu: Nước cứng chứa nhiều ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+), khi nó tích tụ trong cơ thể, lâu dần sẽ hình thành sỏi.
• Tắc nghẽn động mạch, tĩnh mạch: tuy không trực tiếp ảnh hưởng trực tiếp nhưng khoáng chất trong nước cứng sẽ khiến cho huyết háp, cholesterol tăng cao, gián tiếp gây nên tắc nghẽn mạch máu.
• Hội chứng kém hấp thu: Đặc biệt là nước cứng tạm thời, khi nó phân hủy sẽ tạo thành muối cacbonat kết tủa (CaCO3) tích tụ và làm cản trở quá trình hấp thụ dưỡng chất.

Tác hại của nước cứng đối với đời sống sinh hoạt

• Hiệu quả vệ sinh, làm sạch giảm: Các loại xà phòng dùng để rửa tay, tắm, gội đầu,… mất đi khả năng tạo bọt, từ đó mà hiệu quả làm sạch cũng giảm rất nhiều.
• Gây hư hỏng máy móc, thiết bị: Đường ống dẫn nước, vòi nước, ấm nước, máy giặt,… hầu hết những vật dụng tiếp xúc trực tiếp với nguồn nước cứng đều bị đóng cặn, tốc độ bị ăn mòn cao, tuổi thọ giảm nhanh chóng.
• Ảnh hưởng chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm: Không chỉ rửa thực phẩm không sạch mà còn làm biến đổi mày sắc. Khi nấu chín, nước cứng làm mất đi vị ngọt của thực phẩm, thay vào đó là vị chát và có mùi tanh.

Tác hại của nước cứng đối với ngành công nghiệp

• Giảm hiệu suất thiết bị: Nước cứng chứa nhiều ion kim loại hòa tan, khi nó kết tủa sẽ tạo thành cặn bám vào đường ống dẫn nước, bề mặt thiết bị công nghiệp gây tắc nghẽn và dễ bị hư hỏng.
• Tăng chi phí vận hành và bảo trì: Chi phí vệ sinh và bảo dưỡng thường xuyên, chi phí sửa chữa và thay thế làm tổn thất cho doanh nghiệp.
• Ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm: Làm giảm chất lượng nguyên liệu đầu vào khiến sản phẩm đầu ra không đạt tiêu chuẩn, tác động trực tiếp đến hiệu quả sản xuất.

VI. Những cách làm mềm nước cứng đơn giản

Chúng ta có rất nhiều phương pháp làm mềm nước cứng, phổ biến nhất là đun sôi (Nhiệt), dùng hóa chất (Soda, vôi, Natri photphat,…), hiện đại và hiệu quả nhất là ứng dụng công nghệ trao đổi ion và công nghệ thẩm thấu ngược (RO).

6.1. Làm mềm nước cứng bằng phương pháp đun sôi

Làm mềm nước bằng cách đun sôi, đây là cách đơn giản nhất, dễ thực hiện mà không cần mất chi phí tiến hành.

Cách thực hiện như sau: Chuẩn bị nước cứng → Cho vào nồi, ấm đun, bình đun →  Đun ở nhiệt độ cao đến khi sôi → Để sôi 2-3 phút → Tắt bếp và đợi nước nguội → Gạn phần nước ở trên.

LƯU Ý: Chỉ có thể áp dụng với nước cứng tạm thời. Nước sau khi làm mềm bằng phương pháp đun sôi chỉ nên dùng để vệ sinh, tắm rửa,… không đủ độ tinh khiết để uống.

6.2. Làm mềm nước cứng bằng phương pháp kết tủa

Là phương pháp làm mềm nước bằng vôi - Soda, thực ra là dùng hóa chất làm mềm nước cứng. Vôi (Ca(OH)2) thêm vào nước cứng để kết tủa các ion Canxi (Ca2+) và Magie (Mg2+), tạo ra CaCO3 và Mg(OH)2, sau đó kết tụ lại thành bông cặn, cuối cùng là lọc bỏ bông cặn.

Những phản ứng xảy ra trong quá trình làm mềm nước cứng (tạm thời) bằng Ca(OH)2:

(1) H2O + CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2H2O

(2) Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

(3) Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2H2O

Những phản ứng xảy ra trong quá trình làm mềm nước cứng (vĩnh cửu) bằng Ca(OH)2 và Na2CO3:

(1) CaSO4 + Na 2CO3 → CaCO3↓ + Na2SO4

(2) CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl

(3) MgSO4 + Ca(OH)2 + Na2CO3 → Mg(OH)2↓ + CaCO3↓ + Na2SO4

(4) MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2

Lưu ý: Chất làm mềm nước cứng trong phương pháp kết tủa có tính tan thấp, vì thế độ cứng của nước vẫn nằm trong khoảng 50-85 mg/L CaCO3 sau khi làm mềm. Nếu ứng dụng để làm mềm nước với lưu lượng cao, nó sẽ thải ra lượng cặn bùn lớn, phải đảm bảo quy trình xử lý đáp ứng tiêu chuẩn được yêu cầu.

6.3. Làm mềm nước cứng bằng phương pháp chưng cất

Chưng cất là sử dụng nhiệt năng để tiến hành đun nước cho đến khi đạt điểm sôi, hình thành hơi nước, sau đó ngưng tụ và thu hồi. Các chất rắn hòa tan có nhiệt độ sôi cao hơn so với nhiệt độ nước (100°C trong điều kiện áp suất khí quyển) sau khi tiến hành chưng cất sẽ bị loại bỏ ra khỏi nước.

Không chỉ làm mềm nước mà phương pháp chưng cất còn có thể loại bỏ một số vi khuẩn, virus và một số tạp chất như asen, cadmi, crom, chì, nitrat,… Được ứng dụng để khử muối nước biển, xử lý nước cấp nồi hơi,… Phương pháp này mang lại nước mềm có độ tinh khiết cao nhưng chi phí vận hành rất lớn.

6.4. Làm mềm nước bằng công nghệ trao đổi ion

Hệ thống làm mềm nước sử dụng công nghệ trao đổi ion là một giải pháp tốt, có thể xử lý tình trạng nước cứng. Ngăn chặn được các vấn đề mà nước cứng gây ra với sức khỏe người dùng, đời sống sinh hoạt, thiết bị gia dụng, máy móc công nghiệp.

Pương pháp trao đổi ion trong hệ thống sẽ cho phép loại bỏ các ion gây cứng nước như canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) ra khỏi nguồn nước, thay thế nó bằng ion natri (Na+), giúp nước trở nên mềm hơn.

Ưu điểm của hệ thống lọc làm mềm công nghệ trao đổi ion là có thể thiết kế và lắp đặt theo cá nhân hóa, đáp ứng vừa đủ nhu cầu và lưu lượng nước cần làm mềm, đồng thời còn có thể giúp tiết kiệm ngân sách đầu tư một cách tốt nhất.

6.5. Làm mềm nước bằng công nghệ thẩm thấu ngược (RO)

Công nghệ này sử dụng màng lọc RO áp cao để tách các ion kim loại làm gây cứng ra khỏi phân tử nước. Nước được đẩy qua màng lọc RO có kích  thước cực kỳ nhỏ, một kích thước đủ để phân tử nước đi qua, các ion kim loại sẽ bị giữ lại và theo ống nước xả ra ngoài.

Không chỉ loại bỏ được các ion như canxi (Ca2+) và ion magie (Mg2+), một trong những nguyên nhân chính gây ra nước cứng hoàn toàn, mà còn có thể khử muối. lọc vi khuẩn, virus, các chất hữu cơ độc hại khác hiệu quả lên đến 99%.

VII. Lắp đặt hệ thống làm mềm nước chuyên dụng

Lắp đặt hệ thống làm mềm nước Công nghiệp - Gia đình chuyên dụng tại VITEKO giúp mang lại nguồn nước mềm an toàn, người dùng không cần lo về trường hợp mắc phải các bệnh về da, tóc, hệ tiêu hóa,… cải thiện sức khỏe một cách hiệu quả nhất.

Nước được làm mềm thông qua hệ thống sử dụng để giặt quần áo sẽ không còn bị ố vàng, thô cứng, những thiết bị, vật dụng tiếp xúc trực tiếp với nước cũng đảm bảo hơn, không còn bị bám cặn, ăn mòn hay bị hư hỏng nhanh chóng.

Thiết bị làm mềm nước tại VITEKO còn giúp máy móc công nghiệp trong ngành sản xuất không bị tích tụ cặn bẩn, khoáng chất gây tắc nghẽn, ăn mòn,… Tăng khả năng bảo vệ thiết bị, hệ thống đường ống và kéo dài tuổi thọ sử dụng hiệu quả.

Nếu có thắc mắc cần được giải đáp về nước cứng là gì, dấu hiệu, nguyên nhân, tác hại và cách làm mềm nước cụ thể hơn, hãy liên hệ cho chúng tôi qua hotline 093 345 5566 / hotline 091 897 6655 hoặc qua Zalo 093 345 5566 để được hỗ trợ chi tiết miễn phí và nhanh chóng.