Twardość wody definiuje się jako sumę zawartości jonów magnezu i wapnia, które występują we wszystkich możliwych połączeniach. Tabela poniżej przedstawia główny podział twardości wody.

Rodzaje twardości wody:

• wapniowa – jest wywołana przez rozpuszczone sole wapnia.
• magnezowa – jest wywołana przez rozpuszczone sole magnezu.
• węglanowa (przemijająca) – wiąże się z obecnością związków w postaci wodorotlenków wapnia i magnezu, wodorowęglanów oraz węglanów. Po przegotowaniu ta część twardości ogólnej wody zanika.
• niewęglanowa (nieprzemijająca, trwała) – jest wywołana głównie przez sole wapnia i magnezu. Najczęściej są to siarczany tworzące trudny do usunięcia kamień, na przykład CaSO₄ oraz chlorki [2]. 

Twardość wody była zazwyczaj wyrażana w stopniach francuskich, niemieckich i angielskich, natomiast obecnie wyraża się ją w mg CaCO₃/l (tab.2).

 

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia twardość wody, która przeznaczona jest do spożycia przez ludzi musi mieścić się w przedziale: 60-500 mg CaCO₃/l

Zmiękczanie wody polega na usuwaniu jonów, które odpowiadają za twardość wody poprzez przepuszczenie wody przez kationit sodowy. Gdy woda przepływa przez żywicę jonowymienną jony wapnia (Ca²⁺) i magnezu (Mg²⁺) wymieniane są na jony sodu (Na⁺).

Długość pracy jonitu zależy przede wszystkim od roboczej zdolności wymiennej jonitu, ilości wymienianych jonów, a także od przygotowania złoża do wymiany jonowej. 

Proces wymiany jonowej trwa do momentu „przebicia złoża”, tzn. osiągnięcia założonego stężenia wymienianego jonu w oczyszczonym roztworze (rys.1.) [3].

 

Przeczytaj też artykuły Filtracja odżelaziająca, Filtracja na złożu węgla aktywnego oraz Filtracja mechaniczna.

[1] Warszawa-Poznań 2000, Wydanie pierwsze, Praca zbiorowa pod redakcją Jacka Nawrockiego i Sławomira Biłozora, Uzdatnianie wody, Procesy chemiczne i biologiczne
[2] dr Anna Zdanowicz, inż. Beata Płatek, Doradztwo Wodne, Twardość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, pdf
[3] Zakład Inżynierii Środowiska, Wydział Chemii UG, aktualizacja 02.03.2012r – Ćwiczenia Laboratoryjne, Usuwanie twardości wapniowej w procesie wymiany jonowej, pdf