Hệ thống làm mềm nước cứng: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Nước cứng là loại nước chứa một lượng lớn khoáng chất hòa tan gây ra nhiều tác hại như: Các bệnh tiểu đường, tim mạch, xơ tóc, ố vàng, tạo mảng bám trên các thiết bị…Vì vậy để sử dụng được nguồn nước cần làm mềm nước và loại bỏ các chất gây hại. Hệ thống làm mềm nước cứng là phương pháp được sử dụng phổ biến trong dân dụng và công nghiệp.

Tìm hiểu về nước cứng

Nước cứng là gì?

Nước cứng là loại nước chứa hàm lượng khoáng chất hòa tan dưới dạng ion, chủ yếu là cation của kim loại canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) với nồng độ vượt quá mức cho phép (trên 300 mg/lít).

Nước cứng có 3 loại:

• Nước cứng tạm thời: Chứa muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2
• Nước cứng vĩnh viễn: Có thành phần gồm MgSO4, MgCl2, CaCl2, CaSO4
• Nước cứng thành phần: Cấu tạo gồm chứa cả muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 và muối MgCl2, CaCl2, MgSO4, CaSO4.

Nguyên nhân hình thành nước cứng

Quá trình hình thành nước cứng xảy ra khi nước chảy qua các lớp đá vôi, thạch cao hoặc đá phấn, những loại đá chứa nhiều ion canxi và magie dưới dạng hợp chất cacbonat, hydrocacbonat và sulfat. Trong quá trình này, một lượng nhỏ khoáng chất được hòa tan vào nước, làm tăng độ cứng của nó.

Các nguồn nước ngầm thường có độ cứng cao do quá trình hòa tan các ion Mg2+ và Ca2+ có trong lớp trầm tích đá vôi khi nước đi qua các lớp đất đá, từ đó làm tăng độ cứng trong nước. Ngoài ra, nước ở các ao hồ, sông suối cũng có thể bị tăng độ cứng do cùng nguyên nhân này.

Dấu hiệu nhận biết nước cứng

• Vòi nước, vòi hoa sen dễ bị rỉ sét, và đường ống dẫn nước có thể bị tắc nghẽn.
• Sau một thời gian sử dụng, các vật dụng đun nấu bằng kim loại như nồi, chảo, đặc biệt là ấm đun nước sẽ xuất hiện các lớp cặn hoặc mảng trắng bám dưới đáy.
• Bột giặt và các chất tẩy rửa khác khó hòa tan trong nước, ít tạo bọt, khiến quần áo và các đồ dùng bằng vải sau khi giặt vẫn còn dính cặn bột giặt, thậm chí có cảm giác thô ráp và xỉn màu.
• Da và tóc trở nên khô khi sử dụng nước cứng.
• Khi dùng nước cứng pha trà hoặc cà phê, bạn sẽ thấy một lớp váng mỏng xuất hiện trên bề mặt. Nếu dùng nước cứng để làm đá, đá sẽ có màu đục và nhanh tan.

Tác hại của việc sử dụng nước cứng

• Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Sử dụng nước cứng lâu dài có thể gây viêm da, khô tóc do nước cứng không thể hòa tan xà phòng hoặc tạo bọt hiệu quả, khiến cơ thể không được làm sạch hoàn toàn. Hơn nữa, khi nước cứng đi vào cơ thể, nó có thể làm tăng nguy cơ mắc các bệnh như sỏi thận và tắc mạch.

• Ảnh hưởng đến vật dụng trong gia đình

Các vật dụng tiếp xúc với nước cứng như nồi, chảo dễ bị bám cặn, giảm khả năng dẫn nhiệt và nhanh chóng hư hỏng. Với quần áo, nước cứng không thể rửa sạch hoàn toàn các chất tẩy rửa, làm quần áo nhanh phai màu và dễ bị sờn rách.

• Ảnh hưởng đến quá trình sản xuất công nghiệp

Khi sử dụng nguồn nước cứng trong các quy trình sản xuất dệt may hoặc chế biến đồ uống, doanh nghiệp có thể gặp phải sản phẩm chất lượng kém, thậm chí gây nguy hiểm cho sức khỏe người tiêu dùng.

Hệ thống làm mềm nước cứng là gì?

Hệ thống làm mềm nước cứng là hệ thống bao gồm các thiết bị và vật liệu làm sạch nước, giúp loại bỏ hoàn toàn các chất kim loại, Ca2+, Mg2+ có trong nước, mang lại nguồn nước đảm bảo an toàn, có chất lượng cao thông qua quá trình trao đổi ion.

Cấu tạo của hệ thống làm mềm nước cứng

Sử dụng hệ thống làm mềm nước cứng giúp loại bỏ các chất cặn bám vào đường ống, thiết bị van, đồng hồ…Từ đó giúp kéo dài tuổi thọ và tăng cao khả năng hoạt động của hệ thống.

Hệ thống làm mềm nước cứng có cấu tạo gồm các bộ phận: Cột lọc composite, Autoval điện tử, bộ phận điều khiển tự động, vật liệu lọc, bình chứa muối tái sinh và hệ thống van đóng mở nguồn nước. Cụ thể như sau:

Cột lọc Composite

Cột lọc Composite được làm từ các sợi thủy tinh tổng hợp nên có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn, chịu áp lực tốt. Tùy vào hệ thống mà lựa chọn kích thước, công suất hoạt động cột lọc Composite phù hợp.

Bình chứa muối

Bình chứa muối là nơi lưu trữ dung dịch muối đậm đặc (NaCl) dùng để tái sinh hạt nhựa trao đổi ion. Muối được hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch muối bão hòa, sau đó được bơm vào cột lọc để phục hồi hạt nhựa.

Van điều khiển

Van điều khiển có vai trò quan trọng trong việc tự động hóa các chu trình hoạt động của hệ thống như lọc, rửa ngược, hoàn nguyên và xả nước. Van điều khiển thường được thiết kế với nhiều chế độ hoạt động khác nhau, giúp tối ưu hóa hiệu quả vận hành của hệ thống. Các loại van thường được sử dụng trên hệ thống làm mềm nước cứng như: Van bi, van cổng, van an toàn, van xả đáy, lọc y, rọ bơm…

Hệ thống máy bơm, đường ống

Đồng hồ đo áp suất: Giúp theo dõi áp suất nước trong hệ thống, từ đó đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Ống dẫn nước: Dẫn nước từ nguồn nước vào cột lọc, từ cột lọc ra và từ bình chứa muối vào cột lọc.

Các thiết bị khác

• Bộ phận điều khiển tự động: Được thiết kế đơn giản, bộ phận này cho phép hệ thống vận hành tự động, tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu sự can thiệp của con người.
• Vật liệu lọc: Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion để thay thế các ion gây cứng nước như canxi và magie bằng các ion an toàn cho sức khỏe con người.

Quy trình vận hành của hệ thống làm mềm nước cứng

Phương pháp làm mềm nước cứng được thực hiện bằng cách bơm nước vào cột lọc chứa các vật liệu lọc. Các vật liệu lọc này là các hạt có khả năng trao đổi ion, hoạt động dưới áp suất từ 1,5 đến 2,5 bar. Quá trình trao đổi ion trong cột lọc giúp loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước.

Sau quá trình trao đổi ion, muối bão hòa được sử dụng để loại bỏ các hạt nhựa đã bị bão hòa với các ion khoáng chất. Dung dịch muối bão hòa giúp bổ sung ion Na+ vào vật liệu lọc và loại bỏ các ion Ca2+ và Mg2+ thông qua quá trình xả nước. Để hoàn thành quá trình làm mềm nước cứng, nước sẽ trải qua 5 giai đoạn trong hệ thống làm mềm để loại bỏ hoàn toàn Ca2+ và Mg2+:

• Quá trình lọc: Nước được đưa vào cột lọc, nơi diễn ra quá trình trao đổi ion, giúp loại bỏ độ cứng nhờ các hạt ion có trong vật liệu lọc. Sau quá trình này, nước trở thành nước mềm và có thể sử dụng.
• Rửa ngược: Quá trình rửa ngược giúp làm sạch vật liệu lọc, loại bỏ các cặn bẩn bám trên các hạt trao đổi ion trong cột lọc. Nước sau quá trình này sẽ được xả ra ngoài.
• Bổ sung nước vào thùng muối: Đây là giai đoạn rửa xuôi, trong đó dung dịch muối được bơm vào cột lọc để tái sinh vật liệu lọc. Sau khi tái sinh, nước sẽ được xả bỏ.
• Quá trình tái sinh hoàn nguyên: Nước được đưa vào bể lọc và thực hiện quá trình rửa muối. Nước sau quá trình này sẽ được thải ra.
• Quá trình rửa xuôi hay xả bỏ nước muối: Nước từ quá trình này được bơm vào cột lọc và sau đó quay về thùng chứa muối tái sinh.

Phân loại hệ thống làm mềm nước cứng

Hệ thống làm mềm nước cứng gia đình

• Dùng cho các hộ gia đình, nhà ở, chung cư, biệt thự… với công suất xử lý nhỏ, phù hợp với nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt.
• Công suất nhỏ, phù hợp với nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt
• Giá thành thấp, dễ lắp đặt và bảo trì.

Hệ thống làm mềm nước cứng công nghiệp

• Dùng cho các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp, khách sạn, resort… với công suất xử lý lớn, đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong sản xuất, kinh doanh, dịch vụ.
• Công suất xử lý lớn, đáp ứng nhu cầu sử dụng nước trong sản xuất, kinh doanh, dịch vụ.
• Khả năng xử lý nước hiệu quả, loại bỏ hoàn toàn các ion canxi và magie.

Lợi ích của việc lắp đặt hệ thống làm mềm nước cứng

Trong nước cứng có chứa các thành phần gây hại và ăn mòn như canxi, magie, cation kim loại…Vì vậy cần sử dụng hệ thống làm mềm nước cứng để đảm bảo chất lượng sạch, an toàn. Dưới đây là những lý do nên sử dụng hệ thống làm mềm nước cứng:

• Nguồn nước sạch còn giúp đảm bảo an toàn sức khỏe cho con người và có thể dùng để sinh hoạt, nấu nướng.
• Giúp gia tăng tuổi thọ và độ bền cho các hệ thống đường ống, máy bơm, van khóa nước, vật tư điện máy trong nhà như máy giặt, bể chứa nước, bể lọc nước, bồn rửa mặt, bồn vệ sinh…
• Gây cặn bám và làm giảm hiệu quả hoạt động của các hệ thống công nghiệp như hệ thống làm mềm nước cho lò hơi, tháp giải nhiệt (lạnh – nóng) và hệ thống RO.
• Cặn bám và tắc nghẽn gây bẩn các hệ thống cấp nước sinh hoạt, tòa nhà, hồ bơi và xông hơi.
• Bay theo hơi nước trong các hệ thống lò hơi, gây tắc nghẽn đường hơi và ngưng tụ, ảnh hưởng đến sản phẩm tiếp xúc với hơi nước.
• Giảm chất lượng và gây hại cho sức khỏe đối với nước sinh hoạt, nước uống và sản xuất thực phẩm.
• Sai lệch kết quả hoặc thành phẩm trong sản xuất mỹ phẩm, hóa chất, dệt nhuộm, in ấn, giặt vải, ảnh hưởng đến chất lượng các sản phẩm gia vị, mùi vị và màu sắc.

Ứng dụng của hệ thống làm mềm nước cứng

Hệ thống làm mềm nước trong công nghiệp có nhiều ứng dụng quan trọng, giúp cải thiện hiệu suất và bảo vệ thiết bị. Dưới đây là một số ứng dụng thực tế:

• Ngành sản xuất hơi nước và lò hơi: Nước mềm giúp giảm cặn bám trong lò hơi, cải thiện hiệu suất trao đổi nhiệt, giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
• Ngành dệt nhuộm: Nước mềm tối ưu hóa quá trình nhuộm, đảm bảo màu sắc đồng đều, giảm cặn bẩn bám vào vải và tiết kiệm hóa chất nhuộm.
• Ngành sản xuất thực phẩm và đồ uống: Nước mềm giảm nguy cơ ô nhiễm do cặn khoáng, bảo vệ vệ sinh an toàn thực phẩm và cải thiện chất lượng sản phẩm như hương vị và màu sắc.
• Ngành chế biến hóa chất: Nước mềm tăng hiệu suất phản ứng hóa học, ngăn ngừa cặn trong quá trình sản xuất và duy trì chất lượng sản phẩm ổn định.
• Ngành dược phẩm: Nước mềm giữ độ tinh khiết của sản phẩm, ngăn ngừa nhiễm bẩn trong quá trình sản xuất dược phẩm.
• Ngành sản xuất điện tử: Nước mềm được sử dụng trong sản xuất bảng mạch và chip điện tử để tránh cặn khoáng, đảm bảo độ chính xác và hiệu suất của thiết bị điện tử.
• Ngành xử lý bề mặt kim loại: Nước mềm cải thiện hiệu quả mạ, sơn và xử lý bề mặt kim loại, tránh tình trạng rỗ bề mặt do cặn khoáng.

Nhờ những ứng dụng này, hệ thống làm mềm nước đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng sản phẩm, tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì trong các ngành công nghiệp.

Quý khách có nhu cầu mua van điều khiển, đồng hồ đo, phụ kiện van đường ống hãy liên hệ ngay với Tuấn Hưng Phát để được nhân viên tư vấn và hỗ trợ giải pháp, sản phẩm phù hợp để mang lại hiệu quả cao trong quá trình vận hành. Các sản phẩm của chúng tôi đều được nhập khẩu chính hãng từ các thương hiệu van lớn trên thế giới như Wonil, KosaPlus, Haitima, FAF…Quý khách hàng có thể hoàn toàn yên tâm khi sử dụng sản phẩm của Tuấn Hưng Phát, với giấy tờ chứng nhận đầy đủ, bảo hành 24 tháng, nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực hệ thống cấp thoát nước, xử lý nước thải…

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI TUẤN HƯNG PHÁT

• Địa chỉ: LK37/11 KĐT Phú Lương, Phú Lương, Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam
• Hotline: 0915.891.666
• Website: https://tuanhungphat.vn/
• Email: Kinhdoanh@tuanhungphat.vn
• Fanpage: FB.com/tuanhungphat.vn