Các mức độ cứng của nước: ppm, gpg và lựa chọn hệ làm mềm nước

Ngành nước thường dùng bốn dải: mềm, cứng vừa, cứng và rất cứng. Đây là quy ước, không phải giới hạn pháp lý, và các quốc gia có thể đặt ranh giới hơi khác nhau. Các dải này vẫn hữu ích vì chúng gắn một con số phòng thí nghiệm với một tác động nhìn thấy được — cặn cáu trên thiết bị gia nhiệt, xà phòng không tạo bọt, hoặc hệ làm mềm nước phải tái sinh mỗi ngày.

Nguồn nước 90 ppm không gây vấn đề cho đường ống nước lạnh, nhưng có thể là vấn đề với lò combi có bộ trao đổi nhiệt nhỏ. Ngược lại, 140 ppm có thể chấp nhận được cho đường cấp nước nhà vệ sinh và không chấp nhận được cho lò hơi. Hãy đọc dải độ cứng cùng với nhiệt độ, thiết bị và lưu lượng nước mỗi ngày, không xem đó là kết luận riêng lẻ.

Không. Hướng dẫn của WHO về chất lượng nước uống không đặt giá trị khuyến nghị dựa trên sức khỏe cho độ cứng, và canxi, magie là những chất dinh dưỡng thiết yếu ở nồng độ thông thường. Nước cứng là một phiền toái và một chi phí, không phải chất ô nhiễm. Vấn đề sức khỏe thực sự nảy sinh là natri: làm mềm nước trao đổi canxi và magie lấy natri, bổ sung khoảng 8 mg/L natri cho mỗi grain/gallon độ cứng được loại bỏ.

Với hầu hết mọi người, lượng natri tăng thêm là nhỏ. Vấn đề chỉ đáng quan tâm khi nguồn nước rất cứng và nước đã làm mềm là nguồn uống duy nhất, hoặc khi cần chế độ ăn ít natri nghiêm ngặt theo chỉ định y tế. Trong trường hợp đó, hãy xử lý đường nước uống bằng RO, chỉ làm mềm đường nước nóng và đường cấp cho thiết bị, hoặc pha nước đã làm mềm với một dòng nước có độ cứng thấp.

Dưới 60 ppm, hệ làm mềm nước hiếm khi kinh tế. Trên 120 ppm, làm mềm thường là cần thiết; trên 180 ppm, thông thường phải làm mềm cho thiết bị gia nhiệt, lò hơi và nước cấp RO. Trong khoảng 60–120 ppm, câu trả lời phụ thuộc vào thiết bị. Máy pha cà phê, lò combi, bàn là hơi hoặc bình nước nóng tích trữ đều tập trung cặn trên bề mặt nóng nhất và có thể cần bảo vệ ở 80 ppm, trong khi đường nước lạnh cấp cho nhà vệ sinh thì không.

Với thẩm thấu ngược (RO), ngưỡng thường gặp là độ cứng trên khoảng 120 ppm tính theo CaCO₃ khi cần tỷ lệ thu hồi trên 65%, hoặc khi hàm lượng sunfat và silica cao. Với nước cấp bổ sung cho lò hơi, mục tiêu là độ cứng gần bằng không kèm kiểm soát xả đáy. Với giặt ủi, mức 0–60 ppm bảo vệ thiết bị gia nhiệt và giảm lượng chất tẩy. Đây là các điểm khởi đầu; kết quả phân tích nước tại chỗ và yêu cầu bảo hành của thiết bị quyết định thông số cuối cùng.

Trong hệ thống RO, khi tỷ lệ thu hồi tăng, các muối cứng tập trung trong dòng nước cô đặc. Canxi cacbonat và muối magie có thể kết tủa trên bề mặt màng, làm tăng áp suất vi sai và giảm lưu lượng nước thấm. Làm mềm loại bỏ các ion cứng trước khi chúng đến màng, cho phép tỷ lệ thu hồi cao hơn và khoảng cách giữa các lần vệ sinh dài hơn. Đánh đổi là natri: làm mềm làm tăng hàm lượng natri trong nước cấp nhưng không giảm TDS, nên RO vẫn thực hiện việc khử muối.

Trong lò hơi, cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt hoạt động như một lớp cách nhiệt. Ngay cả một lớp mỏng cũng buộc nhiệt độ khói thải hoặc nhiệt độ ống phải cao hơn, lãng phí nhiên liệu và có thể làm quá nhiệt ống. Nước cấp bổ sung đã làm mềm kết hợp xả đáy được kiểm soát là biện pháp bảo vệ tiêu chuẩn. Trong giặt ủi, độ cứng tiêu hao chất tẩy, tạo cặn xà phòng trên vải và để lại vải xám, cứng; mức 0–60 ppm là mục tiêu phổ biến cho cả chất lượng vải và bảo vệ thiết bị gia nhiệt.

Lấy mẫu tại điểm sẽ lắp đặt hệ làm mềm nước, không lấy sau hệ làm mềm nước hiện có hoặc sau bồn chứa có thể đã pha trộn nước. Lấy mẫu nước thô trước mọi quá trình xử lý, và lặp lại vào mùa mưa và mùa khô nếu nguồn là giếng khoan, sông hoặc hồ chứa. Khi kiểm tra hệ làm mềm nước, lấy mẫu đầu ra hàng tuần và ghi kết quả cùng lượng muối bổ sung và số lần tái sinh.

Dùng bộ kit chuẩn độ hoặc máy quang phổ và báo cáo kết quả theo mg/L CaCO₃, kèm đơn vị. Kết quả 7 gpg không thể so sánh trực tiếp với bảng chọn 120 ppm nếu chưa quy đổi thành 120 mg/L. Nếu độ cứng đầu ra tăng trên khoảng 1 ppm, hãy kiểm tra cầu muối, bộ phun bị tắc hoặc van điều khiển đặt sai thể tích nhựa trước khi cho rằng nhựa đã cạn kiệt.

Hiếm khi cần làm mềm từng lít nước. Trong khách sạn, phòng tắm của khách, giặt ủi và nước cấp bổ sung cho lò hơi được hưởng lợi, trong khi tưới tiêu, xả nhà vệ sinh và nước cấp bổ sung cho tháp giải nhiệt có thể chịu được nước cứng hơn. Bố trí làm mềm một phần giúp giảm lượng muối tiêu thụ và lượng nước muối xả thải, đồng thời giữ lại một phần độ cứng trong nguồn nước uống, điều nhiều người ưa thích về hương vị.

Khi hệ làm mềm nước là biện pháp xử lý duy nhất trước một điểm cấp nước uống, cần xác nhận mức natri theo tiêu chuẩn địa phương và nhu cầu của người sử dụng trong tòa nhà. Khi phía sau có RO, thường chỉ làm mềm nước cấp RO là phương án hợp lý nhất: nhựa được bảo vệ, lượng muối sử dụng chỉ giới hạn ở dòng nước công nghệ, và phần còn lại của tòa nhà giữ nguyên chất lượng nước ban đầu.

Hệ làm mềm nước loại bỏ độ cứng; chất chống cáu giữ các muối cứng ở trạng thái phân tán để chúng không kết tinh trên màng; RO loại bỏ muối hoàn toàn. Ba phương pháp không thể thay thế cho nhau. Làm mềm là lựa chọn vững chắc cho lò hơi, giặt ủi và RO có tỷ lệ thu hồi cao. Chất chống cáu phù hợp với độ cứng thấp đến trung bình và tỷ lệ thu hồi vừa phải, khi lượng muối tiêu thụ và xả nước muối là mối quan tâm. RO là cần thiết khi nước còn cần khử muối, không chỉ làm mềm.

Trình tự quyết định thực tế là: đo độ cứng và độ kiềm; liệt kê các thiết bị cần bảo vệ; đặt độ cứng tối đa cho phép tại từng điểm; sau đó chọn công nghệ có chi phí thấp nhất đáp ứng các giới hạn đó và có thể bảo trì tại chỗ. Dòng CK-SF bao phủ 0.5–15 m³/h, nên hầu hết nhu cầu ở quy mô tòa nhà đều nằm trong một dải của danh mục sản phẩm, nhưng model vẫn được chọn theo lưu lượng đỉnh, độ cứng nước cấp và số giờ giữa các lần tái sinh.