MỤC LỤC
Mở đầu 2
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ GỐM LỌC NƯỚC 3
2.1 Giới thiệu chung 3
2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng gốm lọc nước trên thế giới 5
2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng gốm sứ tại Việt Nam 7
2.4 Nhận xét chung 10
2.5. Thành phần, tính chất nguyên liệu 11
2.5.1. Đất sét và cao lanh 12
Ứng dụng của cao lanh (kaolin): 13
Diatomite 14
Vỏ trấu 16
Tinh bột 17
Chương 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
3.1 Đối tượng nghiên cứu 18
3.2. Phương pháp nghiên cứu 18
Chương 4. THỰC NGHIỆM 20
4.1. Gia công và chuẩn bị phối liệu 20
Chuẩn bị dụng cụ: 21
4.2. Thực nghiệm 21
4.2.1.Phương pháp đổ rót: 21
TÀI LIỆU THAM KHẢO 23
Nhật ký thực tập 25
1
Mở đầu
Hiện nay, 80% bệnh tật ở các quốc gia đang phát triển có liên quan đến
nước bị nhiễm bẩn và ô nhiễm môi trường. Việt Nam là một trong những quốc gia
đang phải đối mặt với tình trạng này với hơn 20.000 người chết mỗi năm do dùng
nước bị ô nhiễm, mất vệ sinh (WHO, 2008). Nguyên nhân dẫn đến những con số
dịch bệnh đáng ngạc nhiên trên và liên quan đến các nước đang phát triển đặc biệt
người dân nghèo phải gánh chịu đầu tiên đó là do việc sử dụng nước uống không

pháp dùng các thiết bị trao đổi ion, sử dụng than hoạt tính, chưng cất, oxi hóa
khử, lọc cặn, dùng tia cực tím, trong đó gốm lọc nước là một trong bốn phương
pháp tối ưu được lựa chọn cho việc sử dụng nước uống an toàn - HWTS (xử lý và
chứa nước an toàn cho hộ gia đình) đó là:
- Khử trùng bằng clo
- Khử trùng bằng năng lượng mặt trời (SODIS)
- Keo tụ, sử dụng các bột khử trùng
- Gốm lọc nước
3
Hệ thống gốm lọc nước
thông thường bao gồm một
màng gốm xốp,bình
chứa bằng nhựa hoặc
gốm, và một vòi nhựa.
Nước được đổ vào phần
trên hoặc đổ trực tiếp
vào màng lọc, nơi mà
lực
hấp dẫn kéo nó thông
qua các lỗ trong gốm lọc
và đi và phần dưới của bình
chứa. Nước sau khi được
lọc sẽ được chứa ở một bình
bên dưới và được lấy ra sử
Hệ thống bộ lọc nến bao
gồm một
bộ lọc đặt ở trên, và được
gắn vào đế. Các yếu
tố nến,hình
trụ, màng gốm rỗng, được

- Khó giám sát chất lượng
Gốm sứ được tạo thành bằng 3 phương pháp đổ rót, đóng khuôn, ép miếng.
Trên thề giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng cả 3 phương pháp này như mục 2.2
tình hình sản xuất gốm sứ trên thế giới.
2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng gốm lọc nước trên thế giới
Với tác dụng giảm độ đục và vi khuần tới 99% đã có nhiều nghiên cứu về
gốm lọc nước với nhiều loại nguyên liệu khác nhau.
Nến lọc của Ấn Độ Gốm lọc nước Tây Ban
Nha (100 năm)
Gốm lọc nước hình nến
của Nepal
Nguyên liệu có thành
phần chủ yếu cao lanh,
Nguyên liệu sử dụng chủ
yếu là đất sét trắng và
5
đất sét trắng silic vô định hình
Ngoài ra còn có:
Nến lọc Thụy Sĩ
Tốc độ lọc: 1,3 lit/h/1 nến
Kích thước lỗ lọc: 0,2 µm
Lõi lọc có trộn bột bạc
nguyên chất, Hiệu quả lọc
>99,9% với vi khuẩn
• Giá $160 và $190 (cao
với các nước đang phát
triển)
Nến lọc Kisii (Tây Kenya)
Chương trình phát triển
nước nông thôn ở Kenya

xốp.
2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng gốm sứ tại Việt Nam
Hiện nay làng gốm cổ Bát Tràng có từ lâu đời ở Việt Nam, các nghệ nhân
gốm đã nghiên cứu và sản xuất nến lọc gốm 100% Việt Nam. Hiệu quả thực tế của
lọc gốm Bộ Hương còn chưa ổn định, với độ dao động lớn. Tuy nhiên, so sánh với
kết quả nghiên cứu khác thì lọc gốm Bộ Hương có kết quả khá tương đồng. Bản
7
thân vật liệu gốm có thể loại bỏ vi khuẩn ra khỏi nước trên 99%. Bước đầu thiết bị
lọc gốm Bộ Hương đã nhận được sự chấp thuận của cộng đồng với mức giá phù
hợp và hiệu quả trực quan. Lọc gốm Bộ Hương hoàn toàn có thể áp dụng và phát
triển thành công như lựa chọn HWTS (xử lý và chứa nước an toàn cho hộ gia
đình). Tuy nhiên vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục như
- Nhà sản xuất gốm Bộ Hương nên bổ sung chất tạo độ xốp để làm tăng độ
xốp, tăng tốc độ lọc, ổn định hiệu quả lọc.
- Các mẫu còn chứa một lượng sắt đáng kể và một số kim loại nặng như Zn,
Mn … cần lựa chọn các nguyên liệu đầu vào như cao lanh, đất sét,
diatomite… tinh sạch hơn.
- Trong một số mẫu không phát hiện muối Bạc Vanadat, cần tráng thêm một
lớp Muối Bạc để tăng khả năng diệt khuẩn của vật liệu.
- Chuyển giao công nghệ, tuyên truyền về xử lí nước sạch đảm bảo chất lượng
nước và sức khỏe người dân, đưa công nghệ xử lí nước đơn giản, hiệu quả,
kinh tế phổ biến đến tay người dân.
- Tiến hành khảo sát kỹ lưỡng thành phần hóa học, cấu trúc vật liệu, cũng như
nghiên cứu khả năng lọc tránh bít tắc để nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Kết hợp với các đơn vị Y học vệ sinh môi trường thường xuyên kiểm tra
đánh giá chất lượng lọc để đảm bảo cung cấp vật liệu đáp ứng tiêu chuẩn
nước ăn uống theo tiêu chẩn của Tổ chức y tế thế giới và Việt Nam.
- Cải tiến mẫu mã thùng chứa và khay đỡ nến lọc được đồng bộ và chắc chắn
hơn.
Ngoài ra còn có gốm lọc do công ty Hồng Phúc sản xuất

So sánh các
loại
Than hoạt
tính
Than hoạt
tính + phân
tử Bạc
Gốm Gốm + than
hoạt tính
RO
Vi khuẩn Không Một phần Được Được Được
Chất hữu cơ Được Được Không Được Được
Vô cơ Không Không Không Không Một phần
Kim loại
nặng
Không không Không không Một phần
Khảo sát thành phần hóa học của các vật liệu lọc có được kết quả như sau:
Chỉ tiêu
(% KL)
Na
2
O MgO Al
2
O
3
SiO
2
K
2
O CaO TiO

3
TiO
2
CaO MgO K
2
O Na
2
O
>63% <7% <18% <1.4% <1.1% <3% - <0.2%
Nên ta có thể tận dụng nguồn diatomite sẵn có trong nước và làm nguyên
liệu. Tuy nhiên nghiên cứu quá trình lọc nước của các thiết bị lọc nước cần lưu ý
tới các vấn đề đầu tiên và quan trọng là:
- Có chi phí xử lý đáp ứng về tính kinh tế, phù hợp với người dân, dễ vận
hành và thời gian sử dụng dài.
- Phù hợp tiêu chuẩn về vệ sinh không có tính độc hại, thôi nhiễm của các vật
liệu trong quá trình lọc .
2.5. Thành phần, tính chất nguyên liệu
Vậy việc tìm hiểu rõ tính chất, vai trò từng nguyên liệu để sản xuất gốm lọc
nước là rất quan trọng để đưa ra loại nguyên liệu phù hợp cho gốm lọc nước. Dựa
vào những dặc điểm kể trên ta chuẩn bị nguyên liệu:
11
2.5.1. Đất sét và cao lanh
Đất sét Trúc Thôn Cao lanh
Đất sét Trúc Thôn có độ dẻo cao, khó tan trong nước, hạt mịn, màu trắng
xám, độ chịu lửa ở khoảng 1650°C. Thành phần hoá học (tính trung bình theo %
trọng lượng) của đất sét Trúc Thôn như sau: Al
2
O
3
: 27,07; SiO

2
: 46,6%; H
2
O: 13,92%
- Tỷ trọng: 2,57 - 2,61
- Độ cứng: 1 - 2,5
Kích thước hạt (đo bằng kính hiển vi điện tử): dài rộng: khoảng 0,1 - 1,
dầy khoảng 0,02 - 0,1 theo quan niệm của Vicnatski, chính là axit nhôm - silic
có công thức: H
2
Al
2
SiO
8
H
2
O trộn với nước, cao lanh biến thành một dạng bùn
nhão, dẻo dạng hồ, hòa loãng để khuếch tán trong H
2
O. Quá trình phân giải từ
12
tràng thạch thành cao lanh: dưới góc độ hóa học, phenpat phân giải thành cao
lanh theo phương trình phản ứng sau:
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO

O  Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O + CaCO
3
+ 4SiO
2
.
Trong quá trình phong hóa, do tác động của CO
2
và H
2
O liên kết giữa Al
2
O
3
và
SiO
2
không bị bẻ gẫy và rất bền vững, do đó phân tử kaolin chịu thuỷ phân cao,
không hòa tan trong nước và trầm tích thành mỏ có lẫn SiO
2
. Đối với phenpat
kiềm thổ, ngoài SiO
2

Nói chung nếu hàm lượng nước khoảng 16% đất sét đã nắm được thành
nắm, từ 21-26% hỗn hợp đã rất dẻo, có khả năng tạo hình bằng phương pháp dẻo.
Độ dẻo đạt cực đại khi lượng nước vừa đủ để thực hiện quá trình hydrat hóa hoàn
toàn, cho phép tạo hình dẻo. Lượng nước đủ để thực hiện quá trình hydrat hóa
hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc đơn khoáng của đất sét.
Khi lượng nước đủ lớn (28%) thì hồ cao lanh, đất sét sẽ chảy thành dòng
liên tục,cho phép ta tạo hình bằng phương pháp đổ rót
Diatomite
14
Diatomite là một khoáng sản phi kim loại dạng bột bao gồm xương hóa
thạch còn lại của vi sinh vật đơn bào nhà máy thuỷ sản được gọi là tảo cát. Hơn
10.000 loài các vi tảo này đã được công nhận, mỗi hình dạng riêng biệt của
nó khác nhau, kích thước từ dưới 5 micron để hơn 100 microns.
Diatomite là đá trầm tích với thành phần chủ yếu là silic oxyt (SiO2.nH2O).
Nó còn có tên là kizengua hay đất tảo silic.
Các tính chất độc đáo của diatomite bao gồm:
• Trọng lượng nhẹ
• Độ xốp cao
• Sự hấp thụ cao
• Độ tinh khiết cao
• Cứng
• Không hoạt động
Do có nhiều lỗ xốp và tính trơ nên diatomite được sử dụng trong kỹ thuật lọc,
làm chất độn và chất hấp thụ.
Diatomite theo tiêu chuẩn thương mại chứa tới 85 - 94% silic oxyt. Diatomite
được khai thác ở mỏ lộ thiên hay trong hầm lò, lúc ấy nó có độ ẩm tới 50%. Sau đó
người ta sấy quặng trong lò quay hoặc để khô tự nhiên ngoài trời, tiếp đó là quá
trình nghiền và nung để tạo ra các sản phẩm diatomite khác nhau. Diatomite có thể
được nung riêng (ở 870 - 1093
o

trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy hết trong quá trình
16
đốt và khoảng 25% còn lại sẽ chuyển thành tro (Theo Energy Efficiency Guide for
Industry in Asia- www.energyefficiencyasia.org). Chất hữu cơ chứa chủ yếu
cellulose,lignin và Hemi- cellulose (90%), ngoài ra có thêm thành phần khác như
hợp chất nitơ và các chất vô cơ. Lignin chiếm khoảng 25-30% và cellulose chiếm
khoảng 35-40%.
Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat rất dài nên hầu hết các
loài vi sinh vật không thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này lại rất
dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt. Sau khi đốt, tro trấu có chứa chủ yếu là silic
oxyt (trên 80% ), đây là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực.
Tinh bột
Tinh bột là polysaccarit chủ yếu có trong hạt, củ, thân cây và lá cây. Một
lượng tinh bột đáng kể có trong các loại quả như chuối và nhiều loại rau trong đó
xảy ra sự biến đổi thuận nghịch từ tinh bột thành đường glucozơ phụ thuộc vào quá
trình chín và chuyển hóa sau thu hoạch. Tinh bột có vai trò dinh dưỡng đặc biệt lớn
vì trong quá trình tiêu hóa chúng bị thủy phân thành đường glucozơ là chất tạo nên
nguồn calo chính của thực phẩm cho con người. Tinh bột giữ vai trò quan trọng
trong công nghiệp thực phẩm do những tính chất lý hóa của chúng. Tinh bột
thường được dùng làm chất tạo độ nhớt sánh cho thực phẩm dạng lỏng, là tác nhân
làm bền cho thực phẩm dạng keo, là các yếu tố kết dính và làm đặc tạo độ cứng và
độ đàn hồi cho nhiều thực phẩm. Sau khi cháy triệt để (nung) tinh bột sẽ hóa hơi
hết. Lợi dụng tính chất này của nó ta phối trộn vơí các nguyên liệu làm gốm, để
sau khi nung nó sẽ tạo ra những lỗ trống và nước có thể chảy qua được.
17
Chương 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
3.1 Đối tượng nghiên cứu
- Nguyên liệu dẻo: cao lanh, đất sét
- Nguyên liệu gầy: diatomite

khô và nung.
Phương pháp này nhanh và ổn định hơn phương pháp đổ rót
19
Chương 4. THỰC NGHIỆM
4.1. Gia công và chuẩn bị phối liệu
Từ các nguyên liệu thô ban đầu ta đem nghiền nhỏ rồi sàng sấy để thu được
nguyên liệu ở dạng bột mịn, kích thước đồng đều nhau. Kích thước hạt vật liệu
sau khi nghiền qua hết sàng loại 5000 lỗ/cm
2
.

Làm như vậy nhằm đảm bảo rằng khi gia công và chuẩn bị phối trộn các nguyên
liệu lại với nhau ta sẽ thu được hỗn hợp đồng nhất về kích cỡ các hạt. Độ mịn
càng cao thì bề mặt riêng của phối liệu càng lớn, khi nung các phản ứng giữa các
hạt xảy ra dễ dàng hơn. Khả năng phản ứng của các hạt vật chất có độ mịn cao
tiến hành thuận lợi vì một mặt số điểm và diện tích tiếp xúc các hạt lớn, mặt khác
quá trình nghiền mịn tạo ra một số khuyết tật trên bề mặt các tinh thể vật chất
nhiều hơn.
20
Chuẩn bị dụng cụ:
Cối giã Máy xay Khuôn thạch cao
4.2. Thực nghiệm
4.2.1. Phương pháp đổ rót:
Mẫu đổ rót ngày 28/2
Không bị dính khuôn và
Mẫu đổ rót ngày 29/2
Bị nứt do
Mẫu đổ rót ngày 2/3
Bổ sung mùn trấu đã đốt
21

Received 23 March 1999; received in revised form 12 June 1999; accepted 3
July 1999. Journal of the European Ceramic Society 20 (2000) 423- 429
6 GEORGE S. BRADY, HENRY R. CLAUSER, JOHN A. VACCARI
Materials handbook fifteenth edition
7 I. Valchev, V. Lasheva, Tz. Tzolov, N. Josifov
SILICA PRODUCTS FROM RICE HULLS
University of Chemical Technology and Metallurgy, 8 Kl. Ohridski, 1756
Sofia, Bulgaria.
Received 30 January 2009, Accepted 05 June 2009
Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 44, 3,
2009, 257-261
23
8 A.F. Lemos, J.M.F. Ferreira
Porous bioactive calcium carbonate implants processed by starch
consolidation
Department of Ceramics and Glass Engineering, UniÍersity of AÍeiro,
UIMC, 3810-193 AÍeiro, Portugal
Accepted 20 September 1999. Materials Science and Engineering C 11
(2000). 35–40
9 Molly Klarman BA Lewis and Clark College
Investigation of Ceramic Pot Filter Design Variables
A thesis submitted to the Department of Environmental and Occupational
Health and the Hubert Department of Global Health Rollins School of
Public Health Emory University in partial fulfillment of the requirements for
the degree of Master of Public Health
May, 2009
10 Tailieu.vn 24