Xử lý nước cứng

Thứ hai, 09/09/2019 - 03:34 AM
Xử lý nguồn nước có độ cứng cao, hàm lượng ion canxi và magie cao.

Xử lý nước cứng:

Nước cứng là gì?

Nước cứng là nước chứa ion có hoá trị 2 như Ca2+, Mg2+, … Cụ thể nước tự nhiên được coi là cứng nếu chứa trên ba mili đương lượng gam cation canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) trong một lít. Nước nhiều Mg2+ có vị đắng. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ đặc trưng cho tính chất cứng của nước.

Nước có độ cứng cao gây trở ngại cho sinh hoạt và sản xuất như: Giặt quần áo tốn xà phòng, nấu thức ăn lâu chín, gây đóng cặn bám trên thành nồi hơi, thiết bị công nghiệp làm giảm khả năng hoạt động và tuổi thọ của chúng, giảm chất lượng sản phẩm....

Vì vậy chúng ta cần phải xử lý nước cứng , xử lý nước cứng là quá trình xử lý làm giảm hàm lượng canxi và magie nhằm hạ độ cứng xuống đến mức cho phép.

Các phương pháp làm xử lý nước cứng:

Các loại nước cứng và ảnh hưởng của nước cứng:

Nước cứng tạm thời : có mặt của muối cacbonat và bicacbonat Ca, Mg. Loại nước này khi đun sôi sẽ tạo ra muối kết tủa CaCO3 và MgCO3.

Độ cứng vĩnh cữu của nước do các loại muối sunfat hoặc clorua Ca, Mg tạo ra. Loại muối này thường khó xử lý.

Ngày nay, người ta còn tính cả ion Fe2+ và Na+ vào độ cứng. Độ cứng của nước thiên nhiên dao động rất nhiều và đặc trưng lớn ở nước ngầm

Tác hại của nước cứng

Độ cứng vĩnh viễn của nước ít ảnh hưởng đến sinh vật trừ phi nó quá cao, ngược lại, độ cứng tạm thời (ĐCTT) lại có ảnh hưởng rất lớn. Nguyên nhân là vì thành phần chính tạo ra ĐCTT là các muối bicarbonat Ca và Mg: Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2, chúng là các muối hòa tan hoàn toàn nhưng không ổn định, không bền. Chúng dễ dàng bị phân hủy thành CaCO3, MgCO3 là các muối kết tủa:

Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2

Khi phản ứng phân hủy xảy ra trong cơ thể sinh vật, các muối này kết tủa trong cơ thể sinh vật sẽ gây hại không nhỏ.

Ở con người, chúng là nguyên nhân gây ra sỏi thận và 1 trong các nguyên nhân gây tắc động mạch do đóng cặn vôi ở thành trong của động mạch.

Lưu ý là các muối CaCO3 và MgCO3 là các muối kết tủa và chúng không thấm qua niêm mạc hệ tiêu hóa của chúng ta được, chỉ các muối hòa ta mới thấm được thôi. Vì vậy nước cứng chỉ có tác hại do các muối bicarbonat.

Các phương pháp xử lý nước cứng:

  1. Phương pháp hóa học: 
  • Làm mềm nước bằng vôi: Làm mềm nước bằng vôi là phương pháp khử độ cứng cacbonat bằng vôi, được áp dụng khi cần phải giảm cả độ cứng và độ kiềm của nước, khi cho vôi vào nước các phản ứng hóa học xãy ra:

                                                     2CO2 + Ca(OH)2 ->Ca(HCO3)2

                                                     Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ->2CaCO3↓ + 2H2O

                                                      Ma(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 -> Ma(HCO3)2 + 2CaCO3↓ + 2H2O

                                                      2NaHCO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3↓ +Na2CO3 + H2O

Để tăng cường cho quá trình lắng cặn CaCO3 và Mg(OH)2 khi làm mềm nước bằng vôi, pha thêm phèn vào nước. Do phản ứng làm mềm nước diễn ra ở pH lớn hơn 9 nên không dùng được phèn nhôm, trong môi trường phèn nhôm tạo ra aluminat hòa tan.

Để kiểm tra tính hiệu quả của trình làm mềm nước bằng vôi, chỉ cần xác định giá trị pH sau khi pha vôi vào nước. Phản ứng sẽ diễn ra triệt để khi đã đạt đến sự cân bằng bảo hòa CaCO3 và Mg(OH)2 trong nước. Tương ứng với trạng thái bảo hòa đó, độ ổn định của nước phải được thể hiện ở một giá trị pHo nào đó. Tại trạng thái bảo hòa tự nhiên ứng với pHs của nước, tốc độ phản ứng lắng cặn diễn ra rất chậm. Để tăng tốc độ lên, cần phải có một lượng du ion OH biểu thị bằng giá trị ∆pH. Như vậy giá trị pHo sẽ có biểu thị bằng công thức:

                                                        pHo= pHs + ∆pH

Trong đó:

pHo: Độ pH bảo hòa của nước ở cuối quá trình làm mềm

pHs: Có thể xác định bằng phương pháp langlier để đánh giá độ ổn định của nước

  • Làm mềm nước bằng photphat : Khi cần làm mềm  triệt để, sử dụng vôi và soda vẫn chưa hạ độ cứng của nước xuống được đến mức tối thiểu. Để đạt được điều này cho vào nước Na3PO4 sẽ khử được hết ino Ca2+, Mg2+ ra khỏi nước ở dạng muối không tan theo phản ứng: 

                        3CaCL2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2↓ + 6NaCL

                        3MgSO4 + 2Na3PO4 -> Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4

                        3Ca(HCO3)2  + 2Na3PO4 ->Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3

                        3Mg(HCO3)2 + 2Na3PO4 ->Mg3(PO4)2↓ +  6NaHCO3

Quá trình làm mềm nước bằng photphat chỉ diễn ra ở nhiệt độ lớn hơn 100 độ C. Sau xử lý độ cứng của nước giảm còn 0.04 đến 0.05 mdlg/l. Do giá thành của Na3PO4 cao nên thường dùng nó ở liều lượng nhỏ sau khi đã làm mềm nước bằng vôi và soda.

2. Phương pháp nhiệt:

Nguyên lý cơ bản của phương pháp là đun nóng nước, khí cacbonichòa tan sẽbị khử hết thông qua sự bốc hơi, trạng thái cân bằng của các hợp chất cacbonic sẽ chuyển dịch theo phương trình:

Ca(HCO3)2 -> CaCO3↓ + CO2↑ + H2O

Tuy nhiên khi đun sôi nước chỉ khử hết khí CO2 và giảm độ cứng cacbonat của nước, trong nước vẫn còn hàm lượng CaCO3 hòa tan. Đối với Magie trong quá trình lắng cặn xãy ra qua hai bước, khi nhiệt độ nước đạt 18 độ C:

Mg(HCO3)2 -> MgCO3 + CO2↑ + H2O

Khi tiếp tục tăng nhiệt độ  thì MgCO3 thị thủy phân:

MgCO3 + H2O -> Mg(OH)2↓ + CO2↑

Như vậy khi đun nóng nước, độ cứng cacbonat giảm đi đáng kể. Nếu kết hợp xử lý hóa chất với đun nóng, bông cặn tạo ra có kích thước lớn và lắng nhanh do độ nhớt của nước giảm, đồng thời giảm lượng hóa chất sử dụng.

Làm mềm nước bằng phương pháp đun nóng thường chỉ áp dụng cho các hệ thống cấp nước nóng không gian sống công nghiệp như nước nồi hơi vì kết hợp sử dụng nhiệt lượng nhiệt dư của nồi hơi. Các công trình làm mềm bao gồm: Pha chế và định lượng hóa chất, bể lắng, bể lọc.

3. ​Bằng quá trình lọc thẩm thấu RO

Ngoài những phương pháp trên thì vào những năm 50 của thế kỷ trước con người đã phát minh ra công nghệ lọc nước RO bằng quá trình lọc thẩm thấu máy lọc nước RO cho ra được nước tinh khiết và loại bỏ được hoàn toàn các muối chứa canxi và magie có trong nước

4.​Bằng các lõi lọc NaNo

Về mặt kĩ thuật, để sản xuất được màng lọc có kích thước nano đó là một bước tiến lớn về mặt công nghệ. Với mắt sàng chỉ với kích thước 1/tỷ mét, kết quả lọc sẽ là rất tốt. Không một loại vi khuẩn hay vi rút nào có thể xâm nhập qua màng này.

5. Trao đổi ion: Đây là phương pháp xử lý nước cứng được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất. Với phương pháp này sẽ cho giá thành sản phẩm rẽ nhất vì tiết kiệm được nhiều chi phí đầu vào như: Chi phí đầu tư công nghệ và chí phí vận hành thay thế vật tư.

Phương pháp trao đổi ion được dùng để xử lý nước với nhiều mục đích khác nhau trong đó có làm mềm nước. Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng vật liệu polymer có chứa sẵn những ion trao đổi. Khi cho nguồn nước đi qua vật liệu này những ion trong nước sẽ trao đổi với ion trên vật liệu và sẽ bị giữ lại trên vật liệu lọc đó.

Để lọc nước cứng người ta sử dụng vật liệu polyme có chứa sẵn những cation Na+. Khi cho nước cứng chứa Mg2+ và Ca2+ qua vật liệu lọc thì do đặc tính của polymer liên kết với ion Magie và Canxi mạnh hơn với Na+ do vậy ion magie và canxi sẽ bị giữ lại trên polyme còn ion natri sẽ đi vào nguồn nước.

NaR + Ca2+ ↔ CaR + Na2+
NaR + Mg2+ ↔ MgR + Na2+

Trong trường hợp muốn lọc ion natri ra khỏi nguồn nước người ta cho dòng nước đi qua vật liệu polymer có chứa cation H+. ion natri sẽ bị giữ trên vật liệu lọc và ion H+ sẽ đi vào nguồn nước. Sau đó người ta cho nước này qua vật liệu polyme chứa anion (OH)- cation H+ và anion OH- kết hợp với nhau tạo thành nước.

Làm mềm nước cứng bằng trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion cho phép lọc được nước với đọ tinh khiết cao. Những vật liệu polymer sau khi hết khả năng trao đổi có thể được xử lý và tái tạo lại khả năng lọc của mình.

 

 

 

 

 


Tin cùng chuyên mục

Thống kê truy cập
  • Trực tuyến:
    4
  • Hôm nay:
    470
  • Tuần này:
    2526
  • Tuần trước:
    6912
  • Tháng trước:
    8086
  • Tất cả:
    1136999
Thông tin liên hệ

CÔNG TY TNHH DỊCH VỤ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUỐC TẾ

 ( QT-TECH )

Địa chỉ :  153/36 Đường Lê Văn Thọ , P.08, Gò Vấp, Tp.HCM

Văn phòng Giao Dịch: 160/1/5 Phan Huy Ích, P12, Quận Gò Vấp, Tp HCM
Số Tài Khoản : 205278979 Tại Ngân Hàng TMCP Á Châu ( ACB ) - PGD Thạch Đà - Tp.HCM .
Điện thoại: 0933 458 448 -0918 458 448
MST: 0313471575

Email: lamsachmoitruong@yahoo.com - Lamsachmoitruong24H@gmail.com
Website: www.locnuocquocte.com or www.maynuocda.vn or www.maynuocuongnonglanh.com

Tìm chúng tôi trên facebook

https://www.facebook.com/Maynuocuongnonglanh/?ref=bookmarks

Bản đồ đường đi

© Copyright 2015 www.locnuocquocte.com, all rights reserved.                                                                                              Thiết kế website www.webso.vn