Nước cứng gây ra nhiều trở ngại cho sinh hoạt và đặc biệt là sản xuất công nghiệp, nên cần thiết tiến hành làm mềm nước. Có nhiều phương pháp làm mềm nước: Làm mềm nước bằng vôi và soda, làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt, làm mềm nước bằng hạt nhựa trao đổi ion, làm mềm nước bằng màng thẩm thấu ngược. Tùy thuộc vào chi phí, mục đích sử dụng mà chúng ta lựa chọn phương pháp làm mềm phù hợp. Trong bài viết này chúng tôi xin đề cập đến phương pháp làm mềm nước bằng vôi và so da.
Vôi được sử dụng để loại bỏ các chất gây ra độ cứng cacbonat, soda được sử dụng để loại bỏ các chất gây ra độ cứng không cacbonat.
- Làm mềm ở nhiệt độ thường ( Làm mềm lạnh)
Khi cho vôi vào nước, xảy ra các phản ứng sau:
CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 + H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + 2 H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + MgCO3 + 2 H2O
MgCO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + Mg(OH)2
CO2 không góp phần vào độ cứng nhưng nó có phản ứng với vôi do đó khi cho vôi vào CO2 sẽ kết hợp với 1 lượng vôi trước khi vôi bắt đầu loại bỏ độ cứng.
Nếu kiểm soát lượng hóa chất thích hợp, độ cứng canxi có thể giảm xuống 35 -50 ppm
Khi cho soda ( Na2CO3) vào nước xảy ra phản ứng:
CaSO4 + Na2CO3 →CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 →CaCO3 + 2 NaCl
Để khử độ cứng magiê không cacbonat trong quá trình làm mềm lạnh cần bổ sung vôi
MgSO4 + Ca(OH)2 + Na2CO3 → Mg(OH)2 + CaCO3 + Na2SO4
MgCl2 + Ca(OH)2 + + Na2CO3 → Mg(OH)2 + CaCO3 + 2NaCl
- Làm mềm ở nhiệt độ từ 49 – 600C ( Làm mềm ấm)
Quá trình làm mềm ấm bằng vôi hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ 49 -600C. Đặc tính tan của canxi, magiê, silic giảm khi nhiệt độ tăng. Do đó quá trình này hiệu quả hơn quá trình làm mềm lạnh.
Quá trình làm mềm bằng vôi ở nhiệt độ ấm được sử dụng nhằm:
+ Thu hồi nhiệt thải như biện pháp tiết kiệm năng lượng: Nước cần làm mềm được làm nóng bởi một dòng chất thải chẳng hạn như nồi hơi xả đáy hoặc áp suất hơi thải thấp.
+ Làm giảm tải cho hệ thống khử khoáng nước: Việc làm mềm nước bằng vôi ở nhiệt độ ấm làm giảm hàm lượng canxi, magiê, silic về mức độ thấp nên nó giúp giảm tải cho hệ thống khử khoáng nước.
+ Để giảm thải xả đáy từ hệ thống làm mát: Tháp giải nhiệt xả đáy có thể được điều trị bằng vôi, so đa để làm giảm canxi, magie , mức silic trong hệ thống tuần hoàn nước làm mát cũng được kiểm soát bằng cách này.
- Làm mềm ở nhiệt độ cao 108 -1160C:
Sử dụng phương pháp này làm giảm độ cứng canxi xuống 8 ppm , độ cứng magie giảm xuống 2 -5 ppm
