Nuoc cung la loai nuoc chua ham luong chat khoang cao, chu yeu la hai ion calci (Ca2+) va magnesi (Mg2+). Nuoc cung đuoc hinh thanh khi nuoc ngam tham qua nhung lop đa voi, đa phan, hoac thach cao ma nhung loai đa nay von chua luong lon ion calci va magie o dang hop chat cacbonat, hydro cacbonat, sulfat. Trong nuoc cung cung co the chua cac ion sat; khi bi oxy hoa, nhung ion nay se xuat hien duoi dang vet o nau đo tren be mat vat lieu trang men hoac vai soi. Ngoai ra, nhung ion kim loai khac nhu stronti, nhom, bari, mangan, kem cung co the gay ra hien tuong nuoc cung, nhung vi ham luong trong nuoc cua nhung ion nay thuong rat thap nen khong đang ke.
Nuoc cung la nguyen nhan gay ra nhieu van đe nghiem trong trong cac nganh cong nghiep; do vay, đo cung cua nuoc cong nghiep can đuoc kiem soat chat che nham tranh nhung ton hai cho cac thiet bi su dung nuoc nhu lo hoi, thap giai nhiet. Trong hoat đong thuong ngay, nuoc cung thuong đuoc nhan biet thong qua hien tuong xa bong khi pha trong nuoc se khong tao bot hoac su hinh thanh can voi trong binh nau nuoc soi. Khi nuoc cung tro thanh van đe nghiem trong, nguoi ta can su dung he thong lam mem nuoc (khu cung) đe giam tac hai gay ra boi nuoc cung.


Nguyen nhan Đo cung cua nuoc đuoc xac đinh bang nong đo nhung cation đa hoa tri ton tai trong nuoc. Cation đa hoa tri la nhung hop chat phuc kim loai co đien tich lon hon 1+ (nghia la co hoa tri II tro len). Nhung cation thuong gap trong nuoc cung la ion Ca2+ va Mg2+. Khi nuoc tham thau qua cac lop đa khoang trong tang ngam nuoc, nhung ion nay se hoa tan vao nuoc. Loai đa khoang chua ion calci va magnesi chu yeu la dolomit (CaMg(CO3)2). Nuoc mua va nuoc cat đuoc xem la "nuoc mem" vi chua rat it ion kim loai.
Nuoc mua, von chua it ion kim loai, khi roi xuong đat se tro thanh nuoc mat, keo theo cac tap chat nhu bui ban, chat ran hoa tan, huyen phu, đong thoi khi cacbon dioxide (CO2) co trong khong khi. Khi CO2 trong cac qua trinh sinh hoc, nhu phan huy sinh vat, se tiep tuc đuoc hap thu vao nuoc mat va cac tang nuoc ngam. Cacbon dioxide khi hoa tan trong nuoc se tao dung dich axit cacbonic (H2CO3). Axit cacbonic se hoa tan nhung loai đa khoang nhu dolomit (chua calci cacbonat va magie cacbonat) hoac đa voi (chua calci cacbonat) theo phan ung hoa hoc sau:

H2CO3 + CaCO3  →  Ca2+ + 2HCO−3
H2CO3 + MgCO3  →  Mg2+ + 2HCO−3
Cac qua trinh hap thu CO2 vao nuoc va phan ung hoa tan cac đa khoang cacbonat se tiep tuc cho đen khi đat đuoc dung dich loang chua muoi hydro cacbonat (bicacbonat) cua calci va magnesi. Qua trinh can bang hoa hoc đuoc the hien bang phuong trinh tong quat nhu sau (voi calci cacbonat đai dien cho đo cung cua nuoc):

CaCO3 + CO2 + H2O  ⇌  Ca2+ + 2HCO−3

Phan ung tren co tinh thuan nghich. Nuoc mua chua CO2 se phan ung voi calci cacbonat va hoa tan ion calci vao nuoc, đong thoi tao ion hydro cacbonat. Nguoc lai, khi cacbon dioxide bi bay hoi khoi dung dich (vi du, do nhiet đo tang len), can bang hoa hoc se dich chuyen ve ben trai theo nguyen ly Le Chatelier, tao thanh ket tua calci cacbonat dang ran, duoi dang đa calcit, thach nhu, hoac mang đa.


= Đo cung tam thoi =

Đo cung tam thoi, hay con goi la "đo cung cacbonat", la đo cung tuong đuong voi ham luong cacbonat va hydro cacbonat trong nuoc cua ion calci va magnesi. Nuoc cung tam thoi chua hai cation calci va magnesi (Ca2+, Mg2+) cung hai anion cacbonat va hydro cacbonat (CO2−3, HCO−3). Ham luong cation Ca2+, Mg2+ lien quan đen đo cung cua nuoc. Tuy nhien, khac voi đo cung vinh cuu, đo cung tam thoi co the đuoc xu ly bang phuong phap dung nhiet đo. Khi đun soi nuoc, ion hydro cacbonat se tao thanh cacbonat, phuong trinh can bang se dich chuyen ve ben trai, tao thanh calci cacbonat ket tua khoi dung dich. Dung dich sau khi ket thuc qua trinh gia nhiet tro thanh "nuoc mem". Phan ung hoa hoc đuoc bieu dien nhu sau:

Ca(HCO3)2 + ΔH  →  CaCO3↓ + H2O + CO2↑
Voi ΔH la nhiet đuoc cung cap.


= Đo cung vinh cuu =
Đo cung vinh cuu, hay con goi la đo cung phi cacbonat, gay ra do su co mat cua cac muoi chloride va sulfat nhu CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4. Nhung muoi nay khong ket tua khi đun soi nuoc do cac ion chloride va sulfat khong bi phan huy do nhiet nhu ion hydro cacbonat trong nuoc cung tam thoi. Do vay, loai đo cung nay khong the xu ly đuoc bang phuong phap nhiet. Khi mot mau dung dich nuoc đuoc đun soi, cac ion hydro cacbonat (HCO−3) se phan huy thanh CO2−3 va khi CO2; cac ion Ca2+ va Mg2+ se ket hop voi CO2−3 tao ket tua. Phan ung nay se dung lai khi toan bo luong ion cacbonat đa đuoc ket tua het. Luong ion Ca2+ va Mg2+ con lai trong dung dich chinh la đo cung vinh cuu. Đo cung vinh cuu co the đuoc loai bo bang phuong phap hoa hoc, khi su dung voi toi (Ca(OH)2), sođa (Na2CO3), hoac natri aluminat (NaAlO2).


= Đo cung toan phan =
Đo cung toan phan, hay con goi la "đo cung tong", bang tong ham luong toan bo cac ion calci va magnesi co trong dung dich, đuoc the hien duoi ham luong tuong đuong cua CaCO3. Noi cach khac, đo cung toan phan bang gia tri đo cung tam thoi va đo cung vinh cuu cong lai. Đo cung tam thoi đuoc tinh dua tren ham luong ion hydro cacbonat, con đo cung toan phan đuoc tinh dua tren ham luong ion calci va magnesi. Neu đo cung tam thoi lon hon hoac bang đo cung toan phan, co the suy ra gia tri đo cung vinh cuu bang 0 va đo cung tam thoi chinh la gia tri đo cung cua dung dich.


Anh huong = Trong sinh hoat =

Nuoc cung lam giam kha nang tao bot cua xa phong, đong thoi lam giam tac dung tay rua do tao muoi calci khong tan. Cong thuc hoa hoc cua xa bong co chua nhung hop chat muoi natri cua nhung axit huu co mach dai, nhu natri oleat hoac natri stearat. Khi su dung trong nuoc mem, muoi natri stearat hoa tan de dang, ion stearat (C17H35COO−) the hien hoat tinh tay rua cua xa phong. Tuy nhien, khi su dung trong nuoc cung, ion stearat se phan ung ket hop voi ion calci hoac magnesi tao thanh hop chat tua khong tan, calci stearat, thuong đuoc goi la "vang bot xa phong" (soap scum). Nhung vang bot nay khi bam tren quan ao se kho tay sach, đong thoi lam giam đo ben quan ao va vai soi.

C17H35COO−Na → C17H35COO− + Na+
2 C17H35COO− + Ca2+ → (C17H35COO)2Ca↓
Đoi voi cac đo dung trong nha bep đe đun nau nhu binh nau nuoc hoac binh nong lanh, CaCO3 tao ra khi đun soi nuoc, gay cau can, lam giam kha nang dan va truyen nhiet, tieu hao đien nang, gay lang phi, đong thoi nhanh lam hong san pham. Dung nuoc cung đe nau an se lam đau, thit kho chin, lam mat vi va mau sac thuc pham.


= Trong cong nghiep =

Cac thanh phan calci cacbonat va magnesi cacbonat trong nuoc cung dan đen tinh trang bam can tren be mat thiet bi nhiet, gay tac nghen, lam giam he so luu luong tren đuong ong, gay hu hong dan đen chi phi sua chua hoac thay the cao.
Nuoc cung khong đuoc phep dung trong noi hoi vi khi đun soi nuoc cung thi calci cacbonat (CaCO3) va magie cacbonat (MgCO3) se ket tua bam vao phia trong thanh noi hoi tao thanh mot lop cau can cach nhiet, lam giam he so cap nhiet, đong thoi gay hien tuong qua nhiet cho kim loai, dan đen hu hong thiet bi, đuong ong kim loai. Chi can mot lop mong calci cacbonat voi đo day 0,8 mm (khoang 1/32 in) ben trong be mat noi hoi se lam tang luong nhien lieu tieu thu cao hon 5%–8% so voi noi hoi co be mat khong bi bam cau can.


= Đoi voi suc khoe =
Vao thap nien 1970, nguoi ta phat hien ti le mac benh tim mach cua nguoi dan o nhung vung su dung nuoc mem cao hon so voi ti le cua nhung nguoi o khu vuc su dung nuoc cung. Nhieu nghien cuu đuoc thuc hien o Hoa Ky, Canada, va Chau Au, đe tim ra moi lien quan he giua anh huong cua nuoc cung trong sinh hoat đoi voi nhung benh tim mach. Tuy nhung nghien cuu nay chi moi o giai đoan so bo va chua hoan thien, nguoi ta đua ra gia thiet rang nhung nguyen to nhu calci, magnesi, mangan, trong nuoc cung co tac dung ngan ngua nguyen nhan gay benh tim mach.
Nhieu nghien cuu sau đo chi ra rang nuoc cung khong nhung khong co hai cho suc khoe con nguoi ma nguoc lai, con co mot so loi ich nho vao cac nguyen to calci va magnesi co trong nuoc cung. Nuoc cung đuoc xem la nguon cung cap hai nguyen to nay cho co the con nguoi. Theo To chuc Y te The gioi (WHO), calci va magnesi la nhung nguyen to thiet yeu va co loi ich đoi voi con nguoi. Viec thieu hut nhung nguyen to nay trong khau phan dinh duong se dan đen nhieu van đe ve suc khoe. Vi du, viec thieu hut hap thu calci se de dan đen cac benh nhu ung thu da day, loang xuong, soi than, ung thu đai trang, cao huyet ap, đot quy, benh đong mach vanh...  Nguyen to magnesi la loai cation nhieu thu tu trong co the con nguoi va nhieu thu hai trong cac dich noi bao. Nguyen to magnesi đuoc cho la yeu to co loi chinh trong nuoc cung. Viec thieu hut magnesi se de dan đen cac benh nhu cao huyet ap, benh đong mach vanh, giam hap thu insulin, tieu đuong, ung thu thuc quan, ung thu buong trung. Mot so nghien cuu khuyen cao nong đo toi uu trong nuoc uong cua nguyen to calci la 40–80 ppm va magnesi la 20–30 ppm; con đo cung toan phan trong nuoc toi uu la 2–4 mmol/L (tuong đuong 200–400 ppm).


Phuong phap lam mem nuoc Co nhieu phuong phap lam mem nuoc cung (khu cung); mot so phuong phap pho bien trong cong nghiep va dan dung la:

Trao đoi ion (Ion exchange)
Khu muoi khoang (Demineralization)
Ket tua (Precipitation)
Tham thau nguoc (Reverse osmosis)
Chung cat (Distillation)
Bon phuong phap — khu khoang, tham thau nguoc, chung cat, ket tua — lam giam đo cung cua nuoc bang cach loai bo chat khoang ran khoi nuoc. Luong tong chat ran hoa tan (TDS) trong nuoc đuoc giam đang ke hoac tham chi bi loai bo hoan toan. Nguoc lai, phuong phap trao đoi ion giam đo cung bang cach loai bo cac ion gay đo cung la calci–magnesi va thay the bang cac ion đon hoa tri nhu natri, kali. Trong phuong phap trao đoi ion, luong tong chat ran hoa tan cua dung dich khong thay đoi.


= Trao đoi ion =

Trong phuong phap lam mem nuoc cung bang cong nghe trao đoi ion, nuoc can xu ly đuoc đi qua mot thiet bi chua nhung hat nhua trao đoi ion. Nhung hat nhua nay đuoc lam tu mot loai polyme co chua nhung nhom chuc mang đien tich am. Nhung nhom chuc lien ket yeu voi nhung ion trai dau (mang đien tich duong) đe đam bao trung hoa đien tich. Khi tiep xuc voi dung dich, nhung ion trai dau nay (cation) de dang tach ra khoi polyme, di chuyen vao dung dich, đong thoi trao đoi voi nhung cation khac co san trong dung dich va lien ket voi cac nhom the cua polyme. Trong cac thiet bi lam mem nuoc dan dung, polyme trong hat nhua trao đoi ion co chua nhom chuc −SO−3. Cation trong polyme la natri (Na+) se trao đoi voi cation calci (Ca2+) trong nuoc cung theo phan ung hoa hoc sau:

2 R−SO−3−Na+ + Ca2+  ⇌  (R−SO−3)2Ca + 2 Na+
Voi R la cong thuc rut gon cua mach polyme.
Nuoc cung sau khi đi qua lop hat trao đoi ion se giam nong đo Ca2+ va Mg2+, đong thoi chua ion Na+ trong dung dich. Khi nhung hat nhua tro nen bao hoa calci va magnesi, tuc khong the trao đoi them ion, nuoc cung đi qua thiet bi trao đoi ion se khong the đuoc lam mem nua. Luc nay, thiet bi trao đoi ion can đuoc hoan nguyen bang cach bom dung dich muoi natri chloride (NaCl) nong đo 10% vao thiet bi. Nong đo natri cao trong dung dich hoan nguyen se đe dich chuyen phan ung trao đoi ion ve ben trai, hat nhua se mat cation Ca2+ va lien ket lai voi cation Na+.

Co 4 loai hat nhua trao đoi ion co ban la cation axit manh (SAC), cation axit yeu (WAC), anion base manh (SBA), va anion base yeu (WBA). Trong đo, phuong phap natri zeolit, su dung loai hat nhua cation axit manh (SAC), la phuong phap lam mem nuoc trao đoi ion pho bien nhat. Zeolit đuoc chia thanh ba loai san pham chinh: zeolite đa xanh (greensand – dung cho nuoc co đo cung tuong đoi thap), zeolite cacbon (dung cho đo cung trung binh), va zeolite nhua styren (dung cho đo cung cao). Phan ung hoa hoc cua cot trao đoi ion zeolit nhu sau:

Na2Z + Ca2+  ⇌  CaZ + 2 Na+
Voi Z la cong thuc rut gon cua zeolit.
Uu điem cua phuong phap lam mem nuoc bang trao đoi ion la thiet bi van hanh đon gian, hieu qua, chi phi đau tu quy trinh van hanh tu đong hoac ban tu đong thap. Ngoai ra, nuoc muoi NaCl dung đe hoan nguyen cung re tien va an toan khi su dung. He thong trao đoi ion co the hoat đong hieu qua o nhieu loai kich co thiet bi tu nho đen lon, nen he thong nay phu hop cho nhieu ung dung trong dan dung va cong nghiep. Nhuoc điem cua phuong phap nay la chi xu ly đuoc đo cung nhung khong xu ly đuoc chat ran hoa tan, đo kiem, va silica (SiO2) trong nuoc. Thiet bi lam mem nuoc natri zeolit khong the thay the hoan toan cho he thong lam mem nuoc voi–sođa (phuong phap ket tua). Ngoai ra, phuong phap trao đoi ion khong hieu qua voi loai nuoc co đo đuc cao. Neu nuoc đau vao co đo đuc cao, can su dung he thong tach–loc truoc khi đua vao thiet bi lam mem nuoc. Hat nhua trao đoi ion cung de bi anh huong boi kim loai nang va nhung chat oxy hoa manh nhu clo. Nhung chat nay can đuoc xu ly bang natri sunfit hoac đi qua bo loc than hoat tinh truoc khi lam mem bang cot trao đoi ion.


= Khu muoi khoang =
Trong mot so quy trinh va thiet bi đac biet nhu noi hoi ap suat cao hoac san xuat thiet bi đien tu, viec lam mem nuoc cung khong chi loai bo cac ion đo cung (Ca2+, Mg2+), ma con yeu cau phai loai bo toan bo chat ran hoa tan tu cac ion khac nhu Na+, SiO2, Cl−, SO2−4, NO−3. Do vay, can dung đen phuong phap khu muoi khoang.
Phuong phap khu muoi khoang, hay con goi la phuong phap khu ion (deionization), ve ban chat la mot phuong phap trao đoi ion nham loai bo toan bo muoi vo co khoi dung dich nuoc. Trong phuong phap nay, hai thiet bi trao đoi ion đuoc đat va hoat đong noi tiep nhau. Thiet bi đau tien đuoc goi la cot trao đoi cation. Trong thiet bi nay, cac ion calci, magnesi, natri... se đuoc trao đoi voi ion hydro (H+). Dung dich truoc loc khi đi qua cot trao đoi cation se đuoc chuyen hoa thanh axit duoi dang axit sunfuric, axit hydrochloride, cacbon dioxide. Phuong trinh phan ung minh hoa nhu sau:

CaSO4 + H2Z  →  CaZ + H2SO4
Ca(HCO3)2 + H2Z  →  CaZ + 2 H2O + 2 CO2
2 NaCl + H2Z  →  Na2Z + HCl
Voi Z la cong thuc rut gon cua zeolit.
Dung dich sau loc la dung dich co tinh axit, đuoc di chuyen tiep qua thiet bi thu hai, đuoc goi la cot trao đoi anion. Tai đay, cac anion goc axit nhu SO2−4, Cl−, NO−3 se đuoc trao đoi voi ion hydroxide (OH-). Dung dich sau loc cua cot trao đoi anion se la dung dich nuoc khong chua ion. Phuong trinh phan ung minh hoa nhu sau:

H2SO4 + Z(OH)2  →  ZSO4 + 2 H2O
2 HCl + Z(OH)2  →  ZCl2 + 2 H2O
Khi vat lieu trao đoi ion trong cac thiet bi khu muoi khoang đa bao hoa va giam han hieu qua, chung co the đuoc hoan nguyen tuong tu nhu cot trao đoi ion natri zeolit, chi khac la thay vi su dung nuoc muoi thi nguoi ta dung dung dich axit va base loang lam dung dich hoan nguyen. Đoi voi cot trao đoi cation, hat nhua zeolit đuoc bom dung dich H2SO4 hoac HCl loang (nong đo ban đau la 2%, tang dan đen khoang 6%–8%). Cot trao đoi anion đuoc hoan nguyen bang dung dich NaOH loang (nong đo khoang 4%).
Uu điem cua phuong phap khu muoi khoang la dung dich sau khi loc se hoan toan loai bo cac ion, nen đuoc goi la "nuoc khu ion" (deionized water). Tuy nhien, do su dung cac dung dich axit va base nhu H2SO4, HCl, NaOH, KOH đe hoan nguyen, de gay nguy hiem cho nguoi van hanh. Ngoai ra, hat zeolit su dung trong thiet bi rat đat tien khi can thay the. Do vay, phuong phap nay thuong chi ap dung cho nhung he thong cong nghiep lon.


= Ket tua =

Phuong phap ket tua, hay con goi la "phuong phap lam mem nuoc bang voi–sođa", la mot trong hai phuong phap lam mem nuoc pho bien nhat. Phuong phap nay loai bo Ca2+, Mg2+ ra khoi nuoc dua tren co so tinh tan thap cua CaCO3 va Mg(OH)2 bang cach dung voi toi (Ca(OH)2) va sođa (Na2CO3). Sau đo, cac hop chat ket tua CaCO3 va Mg(OH)2 vua tao ket tu tao thanh bong can, sau đo đuoc tach ra khoi nuoc bang cac bien phap ket bong, lang, loc.
Trong phuong phap lam mem nuoc ket tua, đo pH can đuoc đieu chinh đe dung dich co tinh kiem đe ho tro phan ung tao ket tua (toi thieu pH 9,4 đoi voi Ca2+ va pH 10,6 đoi voi Mg2+). Do vay, voi toi (Ca(OH)2) đuoc su dung đe tang pH cho dung dich.
Đoi voi đo cung cacbonat (đo cung tam thoi), Ca(OH)2 đuoc cho vao nuoc. Ca(OH)2 phan ung voi cac ion đo cung theo co che dich chuyen can bang tu HCO−3 thanh CO2−3 va tao thanh hop chat CaCO3 it tan. Cac phan ung xay ra trong qua trinh lam mem nuoc cung bao gom:

H2O + CO2 + Ca(OH)2  →  CaCO3↓ + 2 H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  →  2 CaCO3↓ + 2 H2O
Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2  →  2 CaCO3↓ + Mg(OH)2↓ + 2 H2O
Đoi voi đo cung phi cacbonat (đo cung vinh cuu), sođa va voi cung đuoc them vao nuoc đe tao ket tua theo cac phan ung sau:

CaSO4 + Na2CO3  →  CaCO3↓ + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3  →  CaCO3↓ + 2 NaCl
MgSO4 + Ca(OH)2 + Na2CO3  →  Mg(OH)2↓ + CaCO3↓ + Na2SO4
MgCl2 + Ca(OH)2  →  Mg(OH)2↓ + CaCl2
Phuong phap khu cung bang voi–sođa chia thanh ba loai chinh: phuong phap lanh, am, va nong. Voi phuong phap voi–sođa lanh, nhung phan ung hoa hoc xay ra o nhiet đo thuong. Voi phuong phap voi–sođa am, nhiet đo cua nhung phan ung hoa hoc khoang 50–60 °C. Đoi voi phuong phap voi–sođa nong, nhiet đo nuoc tu 105 °C đen 115 °C. Khi đo, phan ung hoa hoc dien ra nhanh hon, chat tua ran cung de đuoc loai bo nho qua trinh loc, do vay phuong phap nong la loai pho bien nhat. Ngoai ra, phuong phap voi–sođa nong cung de dang loai bo silic oxit trong nuoc vi silic oxit se bam vao Mg(OH)2 ket tua vua đuoc tao thanh; đieu nay khong thuc hien đuoc đoi voi phuong phap lanh va am.
Phuong phap lam mem nuoc bang voi–sođa co mot so nhuoc điem nhat đinh. Do chat tua co tinh tan yeu, nen dung dich sau khi đuoc lam mem van chua mot luong nho đo cung – khoang 50–85 mg/L CaCO3. Phuong phap nay cung tao ra luong can bun lon can co quy trinh xu ly chat che, đong thoi pH cung can theo doi va đieu chinh lien tuc, vi neu khong se gay ra nhung van đe trong he thong xu ly.


= Tham thau nguoc =

Hien tuong tham thau la qua trinh di chuyen cua dung dich qua mot lop mang ban tham; chieu cua dung dich se đi tu noi co nong đo thap (nhuoc truong) đen noi co nong đo cao (uu truong). Dong dich chuyen nay se dung lai khi nong đo hai ben mang ban tham can bang voi nhau hoac khi ap suat tham thau ngan su di chuyen cua dung dich.
Hien tuong tham thau nguoc la khi su dung mot ap suat ben ngoai lon hon ap suat tham thau, lam dung dich đi xuyen qua mang ban tham tu noi co nong đo cao sang noi co nong đo thap. Do vay, mang ban tham chi cho phan tu nuoc đi qua va giu lai nhung ion muoi. Thiet bi tham thau nguoc co the loai bo nhung thanh phan vat chat lon hon 0,0005 μm, bao gom nhung ion muoi khoang hoa tan nhu Cl-, SO2−4, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, cung nhu cac tap chat khac nhu can, vi khuan, virus, flo, amiang, cac kim loai nang. He thong tham thau nguoc con đuoc goi la he thong loc RO (Reverse Osmosis), loc tinh, loc nano (ultrafiltration, nanofiltration).


= Chung cat =
 
Chung cat la phuong phap dung nhiet nang đe đun soi nuoc đen điem soi, tao thanh hoi nuoc. Hoi nuoc se đuoc ngung tu va thu hoi lai. Nhung chat ran hoa tan va chat long co nhiet đo soi cao hon nhiet đo soi cua nuoc (100 °C o ap suat khi quyen) se đuoc loai bo khoi nuoc sau khi chung cat. Ngoai ra, phuong phap chung cat co the loai bo vi khuan, virus, va cac tap chat ion nhu asen, bari, cadmi, crom, chi, nitrat, natri, sulfat... Phuong phap chung cat thuong đuoc dung đe khu muoi trong nuoc bien, xu ly nuoc cap noi hoi, cung cap nuoc uong tinh khiet. Tuy nuoc cat co đo tinh khiet rat cao, nhung phuong phap nay co nhuoc điem la chi phi van hanh cao do su dung nhieu nang luong.


Đo luong = Phuong phap đo =
Đo cung trong nuoc co the đuoc xac đinh bang phuong phap thi nghiem hoa ly nhu chuan đo hoac đo bang thiet bi đo. Phuong phap đo đo cung cua nuoc pho bien nhat la phuong phap chuan đo dung axit etylendiamintetraaxetic (EDTA). Phuong phap chuan đo EDTA co the đuoc thuc hien trong phong thi nghiem voi nhung thiet bi nhu buret hoac voi nhung bo kit thi nghiem đuoc chuan bi san. Khi chi can đo khoang gia tri đo cung cua nuoc ma khong can đo chinh xac, co the dung giay thu chi thi mau. Đo cung cung co the đuoc đo bang phuong phap so mau khi dung dung dich EDTA va may quang pho. Ngoai ra, cung co the dung thiet bi co đau đien cuc chon loc ion khi mau nuoc chua nhieu tap chat va đo đuc cao, dan đen kho thuc hien đo bang phuong phap so mau.


= Đon vi =
Đo cung toan phan la tong nong đo mol cua cac ion Ca2+ va Mg 2+ đuoc tinh theo đon vi mol/L hoac mmol/L. Tuy nhien, đo cung cua nuoc thuong co nhieu đon vi khac nhau, tuy theo thang đo đuoc su dung, nhu đo cung tong quat (dGH), đo cung Đuc (°HD) (khong con đuoc su dung nua), đo cung Anh (°Clark), đo cung Phap (°fH), đo cung My (ppm hoac mg CaCO3/L).


= Phan loai =
Đo cung cua nuoc cung bi anh huong boi nhieu yeu to nhu thanh phan cac nguyen to hoa tan trong nuoc, đo pH, nhiet đo; do vay, mot thang đo rat kho mo ta chinh xac đo cung cua nuoc. Tuy nhien, Cuc Khao sat Đia chat Hoa Ky đa đua ra thang đo so sanh va phan loai đo cung cua nuoc nhu sau:

Nuoc bien co đo cung toan phan (chi tinh dua tren nong đo ion Ca2+ va Mg2+) la khoang 6.558 mg/L theo CaCO3, con nuoc ngot co đo cung toan phan duoi 75 mg/L. Nhung loai ca nuoc ngot đuoc khuyen nghi nen nuoi trong moi truong co đo cung tu 20 đen 400 mg/L. Tai Viet Nam, theo Quy chuan Ky thuat do Bo Y te ban hanh, đo cung tinh theo CaCO3 trong nuoc sinh hoat co gioi han toi đa la 350 mg/L đuoc ap dung đoi voi cac co so cung cap nuoc.


= Cac loai chi so =


 Chi so bao hoa Langelier  Chi so bao hoa Langelier (LSI) đuoc xem la chi so thuong gap nhat trong cac chi so bao hoa calci cacbonat, đuoc dung đe xac đinh kha nang hinh thanh cau can cua nuoc. Chi so bao hoa Langelier đuoc đe xuat lan đau tien vao nam 1936, boi Giao su Đai hoc California, W. F. Langelier. Chi so bao hoa Langelier dua tren anh huong cua đo pH đoi voi đo tan cua calci cacbonat trong nuoc, theo nhung phuong trinh can bang sau:

H2CO3  ⇌  HCO−3 + H+
HCO−3  ⇌  CO2−3 + H+
Chi so bao hoa Langelier đuoc xac đinh bang hieu so giua đo pH đo đuoc cua nuoc (pHa) va đo pH khi bao hoa CaCO3 (pHs), voi đieu kien đo cung va đo kiem khong đoi trong hai truong hop. Cong thuc xac đinh chi so bao hoa Langelier đuoc bieu dien nhu sau:

LSI = pHa − pHs
Neu LSI > 0, nuoc co xu huong hinh thanh cau can do qua bao hoa CaCO3.
Neu LSI < 0, nuoc co xu huong hoa tan CaCO3 co trong nuoc; do vay, khong co xu huong tao thanh cau can.
Neu LSI = 0, trong nuoc ton tai trang thai can bang cua CaCO3, tuy nhien, nhung yeu to nhu tinh chat nuoc, nhiet đo, su bay hoi, đeu co the thay đoi trang thai can bang va chi so LSI.
Đo pH bao hoa CaCO3 (pHs) đuoc tinh theo cong thuc sau:

pHs = (9,3 + A + B) – (C + D)
Trong đo:

A = log10[TDS] − 1/10
B = −13,12 × log10(°C + 273) + 34,55
C = log10 [Ca2+] − 0,4
D = log10 [ACaCO3]
Ghi chu:
[TDS]: Tong chat ran hoa tan (mg/L)
[Ca2+]: Nong đo Ca2+ tinh theo CaCO3 (mg/L hoac ppm)
[ACaCO3]: Đo kiem tinh theo CaCO3 (mg/L hoac ppm)
Gia su mot mau nuoc co ket qua phan tich hoa ly nhu sau:

Nhiet đo = 25 °C
pH = 7,5
TDS = 320 mg/L
Calci = 150 mg/L (or ppm) tinh theo CaCO3
Đo kiem A = 34 mg/L (or ppm) tinh theo CaCO3
Cong thuc tinh chi so bao hoa LSI:
LSI = pHa − pHs
pHs = (9,3 + A + B) − (C + D) voi:
A = log10[TDS] − 1/10 = 0,15
B = −13,12 × log10(°C + 273) + 34,55 = 2,09 (o đieu kien nhiet đo 25 °C)
C = log10[Ca2+] – 0,4 = 1,78
D = log10[ACaCO3] = 1,53
pHs = (9,3 + 0,15 + 2,09) – (1,78 + 1,53) = 8,23
LSI = 7,5 – 8,23 = −0,73
Chi so bao hoa LSI nho hon 0; do vay, mau nuoc khong co xu huong tao thanh cau can.
Mot so nghien cuu đuoc thuc hien nham tim ra moi lien he giua chi so bao hoa Langelier va su an mon kim loai. Khi chi so LSI lon hon 0, cau can co the đuoc hinh thanh, giup tao lop bao ve kim loai chong lai su an mon. Khi LSI nho hon 0, lop cau can khong the hinh thanh, dan đen kim loai co the bi tan cong boi tac đong an mon cua moi truong. Tuy nhien, viec su dung chi so LSI nham du bao đo an mon van gay tranh cai. Theo P.R. Roberge (1999), chi so LSI khong đuoc dung lam chi so xac đinh kha nang an mon đoi voi thep hoac nhung kim loai khac dung trong nganh xay dung. Chi so LSI chi the hien đo on đinh cua cau can calci cacbonat co san trong moi truong nuoc hoac nhung cau truc chua calci cacbonat khac. Chi so LSI va cac chi so bao hoa khac khong đam bao tinh chat ngan ngua an mon. Theo mot so nghien cuu, chi so bao hoa LSI chi đuoc dung đe du đoan kha nang xay ra hien tuong an mon trong moi truong nuoc co khoang pH tu 6,5 đen 9,5.


 Chi so Ryznar  Chi so on đinh Ryznar (RSI), hay con goi chi so bao hoa Ryznar, dua tren du lieu đo luong đo day lop cau can trong he thong cap nuoc đo thi đe du đoan anh huong tinh chat hoa hoc cua nuoc. Chi so RSI đuoc xay dung dua tren nhung quan sat thuc nghiem cua toc đo an mon va su hinh thanh lop mang cau can trong đuong ong nuoc bang thep. Cung giong nhu chi so LSI, chi so RSI cung dua tren ly thuyet tinh bao hoa CaCO3; tuy nhien, khac voi LSI, chi so RSI chi co gia tri duong (lon hon 0).
Chi so RSI đuoc tinh theo cong thuc sau:

RSI = 2 pHs − pH
pHs: pH o đieu kien bao hoa CaCO3
pH: Gia tri đo cua mau nuoc
Neu RSI trong khoang 6,5 < RSI < 7, nuoc đuoc xem tuong đuong o trang thai can bang bao hoa voi calci cacbonat.
Neu RSI < 6, nuoc o trang thai qua bao hoa CaCO3, co xu huong tao thanh cau can. Chi so RSI cang thap, kha nang tao cau can cang nhieu.
Neu RSI > 7, can calci cacbonat khong the hinh thanh (nuoc o trang thai duoi bao hoa CaCO3). Neu RSI > 8, co the dan đen hien tuong an mon. Neu RSI > 9, co the gay hu hong nhung cau kien thiet bi bang sat hoac thep, nhu bom, trong khoang thoi gian ngan.


 Chi so Puckorius  Chi so tao cau can Puckorius (PSI) đuoc su dung nham đinh luong moi lien he giua trang thai bao hoa va kha nang hinh thanh cau can bang cach uoc luong kha nang tao dung dich đem (buffering) cua nuoc. Nuoc co nong đo calci cao nhung co tinh kiem va kha nang đem thap co the dan đen viec đo bao hoa calci cacbonat cao. Nong đo calci cao se dan đen tich so giua ion va hoat đo cao. Đo thi cua tich so ion–hoat đo va luong tua ran trong nuoc cho thap neu calci bi ket tua, se lam đo pH tang manh do tinh đem cua dung dich thap.
Chi so PSI đuoc tinh theo cong thuc gan giong voi chi so RSI. Tuy nhien, chi so Puckorius su dung pH can bang thay vi pH thuc (pH đo luong) nham xet đen su anh huong cua tinh đem trong dung dich:

PSI = 2 pHcb − pHs
Voi pHcb = 1,465 × log10[A] + 4,54.
Đo kiem: [A] = [HCO−3] + 2[CO2−3] + [OH−].

PSI < 5,5: Nuoc co xu huong tao thanh cau can.
5,5 < PSI < 6,5: Khoang gia tri PSI toi uu. Dung dich o trang thai can bang.
PSI > 6,5: Nuoc co xu huong an mon.


 Cac loai chi so khac  Ngoai 3 chi so đuoc neu tren, mot so loai chi so bao hoa khac đuoc su dung nhu Chi so Larson–Skold, Chi so Stiff–Davis, va Chi so Oddo–Tomson.


Tham khao