硬水の軟化に用いる炭酸ナトリウム処理法

硬水とは、ミネラル分が過剰に含まれた水のことです。多くの自治体は、配管や給水設備へのミネラル付着を防ぐため、硬水からミネラルを除去しようとしています。炭酸ナトリウム（ソーダ灰）を加える方法は、最も一般的な軟化手段のひとつです。

炭酸ナトリウムの製造

石灰と並んで、炭酸ナトリウムは硬水軟化に広く使用される二大薬剤です。水に溶けやすく、ソーダ灰とも呼ばれます。米国本土には約23社、カナダには3つの施設が、給水処理用の高純度炭酸ナトリウムの製造認証を受けています。

炭酸ナトリウムを安全に水に溶かす量は、製品の密度と仕様によって異なります。密度の高い製品は 1 L あたり最大 100 mg、軽量タイプは最大 667 mg の範囲で使用できます。

炭酸ナトリウムを水に添加すると、ミネラル分が減少し水が軟化します。炭酸水素ナトリウムが溶解すると、2 個の Na⁺ イオンと炭酸イオン（CO₃²⁻）が放出され、硬水中の Ca²⁺ と結合して固体の炭酸カルシウム（CaCO₃）沈殿を形成します。この沈殿により、ミネラルが除去され水は軟化します。

生成した炭酸水素イオンは飲用に安全で、味やその他の特性にほとんど影響を与えません。そのため、残りの水はそのまま供給可能です。

沈殿した炭酸カルシウムは、公共へ供給する前に除去する必要があります。主な除去方法は次の二つです。

水を静置し、時間をかけて固体が底部に沈むのを待ちます。上層の清澄な水を採取すれば、固体は除去できます。

細孔サイズの小さいフィルターを通過させ、固体粒子だけを捕捉します。軟化された水だけが下流へ流れ出す仕組みです。