BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

VƯƠNG TRƯỜNG GIANG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH LỌC TỰ RỬA CẤP NƯỚC
QUY MÔ NHỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2013


giáo trong bộ môn Cấp thoát nước, các thầy cô và các cán bộ của khoa Sau đại học
trường Đại Học Thủy lợi đã giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu
này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất đến cô giáo hướng dẫn TS Đoàn Thu
Hà - Trưởng bộ môn Cấp thoát nước, khoa Kỹ thuật tài nguyên nước - Trường Đại
học Thủy lợi, người đã hướng dẫn tôi tận tình, tỉ mỉ và có nhiều góp ý quý báu cho
tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn tất cả các bạn trong lớp Cao học Cấp thoát nước 19 CTN 2011
- 2013, các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn nghiên cứu của mình.
Do thời gian nghiên cứu và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên đề tài này
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được các ý kiến đóng góp để
đề tài nghiên cứu này được hoàn thiện hơn.
Một lần nữa, xin trân trọng cảm ơn!
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Vương Trường Giang, học viên cao học lớp 19CTN, chuyên ngành Cấp
thoát nước, khoá 2011-2013. Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ ‘‘Nghiên cứu Ứng dụng
mô hình lọc tự rửa cấp nước quy mô nhỏ’’ là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu tính toán, kết quả nêu trong luận văn là trung thực, không sao chép và chưa từng
được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác. Tác giả
Vương Trường Giang

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG

TỰ RỬA CHO CẤP NƯỚC QUY MÔ NHỎ VÀ HỘ GIA ĐÌNH
38T 43
38T2.1. Giới thiệu mô hình lọc tự rửa đề xuất38T 43
38T2.2. Đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ ứng dụng công nghệ lọc tự rửa trong
cấp nước quy mô nhỏ
38T 46
38T2.2.1. Dây chuyền công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng nước mặt trong cấp
nước quy mô nhỏ
38T 46
38T2.2.2. Dây chuyền công nghệ ứng dụng lọc tự rửa dùng nước ngầm trong cấp
nước quy mô nhỏ
38T 48
38T2.3. Phạm vi áp dụng các loại mô hình:38T 51
38TCHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MÔ HÌNH LỌC TỰ RỬA CHO CẤP
NƯỚC QUY MÔ NHỎ TẠI ĐỊA PHƯƠNG
38T 52
38T3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, hiện trạng sử dụng nước của khu vực:38T 52
38T3.2. Đề xuất áp dụng mô hình lọc tự rửa38T 54
38T3.3. Vận hành mô hình lọc tự rửa38T 62
38TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ38T 64
38T1. Kết luận38T 64
38T2. Kiến nghị và một số hướng nghiên cứu38T 65
38TTÀI LIỆU THAM KHẢO.38T 66
PHỤ LỤC

Nam. DANH MỤC CÁC BẢNG
Các bảng chương 1
Bảng 1.1 Bảng giới hạn các chỉ tiêu chất lượng
Các bảng chương 2
Các bảng chương 3
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu chất lượng nước thô đầu vào
Bảng 3.2 Các thông số tính diện tích bể lọc
Bảng 3.3 Cường độ rửa lọc và thời gian rửa lọc
Bảng 3.4 Bảng tính vốn đầu tư cho hệ thống lọc tự rửa
3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
Các hình chương 1
Hình 1.1 Các loại phương tiện thu hay công trình thu, chứa và xử lý nước
Hình 1.2 Bể lọc chậm
Hình 1.3 Sơ đồ thu xử lý nước mặt
Hình 1.4 Sơ đồ xử lý nước dừng bình lọc áp lực đa cấp (ảnh áp dựng cấp
nước cho một thôn công suất 3m3/h)
Hình 1.5 Sơ đồ xử lý nước dừng bình lắng lọc áp lực (ảnh ứng dụng cấp nước
cho 1 thôn công suất 2m3/h)
Hình 1.6 Sơ đồ cụm xử lý nước dùng bể lắng lamen kết hợp bể lọc nhanh
Hình 1.7 Sơ đồ cấp nước giếng với bể lọc
Hình 1.8 Bể thu nước mạch lộ
Hình 1.9 Hình ảnh công trình xử lý nước ngầm sử dụng giàn mưa trong xử lý
nước ngầm cấp nước quy mô nhỏ
Hình 1.10 Sơ đồ dây chuyền thiết bị xử lý nước ngầm dùng tháp cao tải
Hình 1.11 Sự thay đổi tổn thất thủy lực theo bề dầy và theo thời gian lọc
Hình 1.12 Nguyên lý hình thành lọc tự rửa

được sử dụng nước sinh hoạt hợp vệ sinh, trong đó 60% được sử dụng nước
sạch đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế, với số lượng ít nhất là 60 lít/người/ngày.
Chính vì vậy hiện nay trên các địa bàn nông thôn ở Việt Nam rất nhiều
khu vực và các hộ gia đình chưa tiếp cận được với nước sạch hợp vệ sinh vẫn
đang phải sử dụng các nguồn nước chưa qua các thiết bị xử lý hoặc sử dụng
các thiết xử lý nước quy mô nhỏ hoặc các thiết bị lọc nước trong gia đình.
Các thiết bị xử lý nước quy mô nhỏ sau một thời gian sử dụng chất lượng
nước không còn đảm bảo do không dược bảo dưỡng và vận hành dúng cách,
các bể lọc thường xuyên bị tắc do không dược rửa lọc đúng cách, hoặc thường
xuyên phải thay cát lọc do các bể lọc chậm, hoặc dùng các bể lọc nhanh
nhưng không được rửa lọc đúng quy trình.
Đã có một số công trình ứng dụng công nghệ lọc tự rửa, bể lọc không
van ở một số công trình có quy vừa và nhỏ như dự án “Hoàn thiện công nghệ
chế tạo và phát triển ứng dụng thiết bị lọc trọng lực tự rửa xử lý nước giếng
6
khoan quy mô nhỏ cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp” do Trung tâm Khoa
học và Công nghệ Môi trường thuộc Viện Khoa học kinh tế bảo hộ lao động
(Tổng Liên đoàn lao động Việt Nam) thực hiện đã áp dụng ở một số địa
phương áp dụng cho cấp nước tập trung , hay các công trình ứng dụng ở quy
mô lớn cấp nước cho các thành phố như nhà máy cấp nước Cẩm Giàng tỉnh
Hải Dương, nhà máy phân đạm DAP Hải Phòng nhưng các dự án hầu hết áp
dụng trong quy mô tập trung.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu Ứng dụng mô hình lọc tự rửa cấp nước
quy mô nhỏ” là vô cùng cần thiết đáp ứng nhu cầu cấp thiết của một bộ phận
dân cư trong giai đoạn hiện nay.
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài
2.1. Cơ sở khoa học
Hiện nay ở các địa phương, các công nghệ được áp dụng trong cấp nước
quy mô nhỏ chủ yếu vẫn là hệ thống lọc chậm hoặc lọc nhanh trọng lực
truyền thống hoặc dùng lọc áp lực. Trong quá trình vận hành bể lọc không

hộ gia đình ít am hiểu về kỹ thuật nên bể lọc ít được thau rửa, bể lọc hoạt
động ngày càng kém, nhanh xuống cấp. Để giải quyết vấn đề nêu trên và phù
hợp với hiện trạng cấp nước quy mô nhỏ nhất là ở khu vực nông thôn cần
thiết phải tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ bể lọc tự rửa cho các
trạm cấp nước quy mô nhỏ và cấp nước hộ hộ gia đình.
8
2.2. Cơ sở thực tiễn
Hiện tại ở Việt Nam chỉ mới có một bộ phận dân cư được tiếp cận với
nguồn cấp nước tập trung, chủ yếu là dân cư đô thị, vùng dân cư tập trung,
còn một phần không nhỏ dân cư nông thôn, sinh sống phân tán thành từng
cụm nhỏ chưa được tiếp cận với nguồn nước sạch tập trung có nhu cầu sử
dụng các thiết bị lọc nước hợp vệ sinh thuận tiện đơn giản trong quá trình sử
dụng. Vì vậy mà nhu cầu sử dụng các thiết bị xử lý nước cấp quy mô nhỏ quy
mô hộ gia đình là rất lớn
3. Mục đích của đề tài
• Phân tích, đánh giá các loại công trình xử lý nước quy mô nhỏ quy mô
hộ gia đình qua đó tìm ra được các ưu điểm nổi bật của bể lọc nước
ứng dụng công nghệ lọc tự rửa.
• Nghiên cứu, đánh giá, lựa chọn dây chuyền và mô hình ứng dụng
công nghệ lọc nước tự rửa trong quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình.
• Đưa ra tính toán hoàn chỉnh một mô hình ứng dụng lọc tự rửa dùng
cho quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình áp dựng trong điều kiện thực tế.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu
• Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lọc tự rửa trong cấp nước quy mô
nhỏ.
• Chế tạo thiết bị cấp nước quy mô nhỏ ứng dụng công nghệ lọc tự rửa .
4.2. Phạm vi nghiên cứu
• Cấp nước quy mô nhỏ quy mô hộ gia đình.
• Công nghệ lọc nước tự rửa.

- Nguồn nước ngầm: nước mạch lộ giếng khơi, giếng thấm, giếng khoan
lấy nước ngầm mạch sâu
- Nguồn nước mặt: nước từ sông, suối, ao, hồ, từ các hệ thông kênh
mương thủy lợi
Trong thực tế, tùy từng điều kiện tự nhiên, phong tục tập quán ở từng
vùng, người ta có thể kết hợp sử dụng hai hay nhiều loại nguồn nước trên đây
để cấp nước phục vụ cho các yêu cầu ăn uống sinh hoạt ở quy mô nhỏ.
Nước cấp cho ăn uống phải không màu, không mùi , không v , không
cha cc cht đc hi, các vi trùng và cc tc nhân gây bnh. Hm lưng cc
cht ha tan không đưc vưt tiêu chun cho php. Các tiêu chuẩn chất lượng
nước dùng cho mục đích sinh hoạt và ăn uống tuân theo Quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT. Quy chuẩn này
quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sử dụng cho mục
đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực tiếp hoặc dùng
cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm. Quy chuẩn này áp
dụng đối với:
- Các cơ quan, tổ chức, cá nhân và hộ gia đình khai thác, kinh doanh
nước sinh hoạt, bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích
sinh hoạt có công suất dưới 1.000 m3/ngày đêm.
11
- Các cá nhân và hộ gia đình tự khai thác nước để sử dụng cho mục đích
sinh hoạt.
Bảng 1.1 Bảng giới hạn cc chỉ tiêu cht lưng
TT
Tên chỉ
tiêu
Đơn
vị
tính
Giới hạn

3 Độ đụcP
(*)
NTU 5 5
TCVN 6184 - 1996
(ISO 7027 - 1990)
hoặc SMEWW 2130 B
A
4 Clo dư mg/l
Trong
khoản
g
0,3-
0,5
-
SMEWW 4500Cl hoặc
US EPA 300.1
A
5 pHP
(*)
-
Trong
khoản
g 6,0
- 8,5
Tron
g
khoả
ng
6,0 -
8,5

(ISO 6332 - 1988) hoặc
B
12
TT
Tên chỉ
tiêu
Đơn
vị
tính
Giới hạn
tối đa cho
phép
Phương pháp thử
Mức
độ
giám
sát
I II
tổng số
(FeP
2+
P +
Fe
P
3+
P)P
(*)

SMEWW 3500 - Fe
8

SMEWW 4500 - Cl
P
-
P D
A
11
Hàm
lượng
Florua
mg/l 1.5 -
TCVN 6195 - 1996
(ISO10359 - 1 - 1992)
hoặc SMEWW 4500 -
F
P
-

B
12
Hàm
lượng
Asen tổng
số
mg/l 0,01 0,05
TCVN 6626:2000 hoặc
SMEWW 3500 - As B
B
13
Coliform
tổng số

liệu thống kê khoảng 1.500 đến 2.500 mm/năm. Lượng mưa chủ yếu tập trung
vào mùa mưa ( chiếm tới 85 – 95% tổng lượng mưa), những tháng mùa đông
lượng mưa ít, thường là mưa phùn, không tạo thành dòng chảy. Trong mùa
mưa, mưa phân phối khá đều, tuy nhiên tại các vùng lãnh thổ khác nhau, sự
phân bố mưa có sự khác biệt.
Trên cơ sở lượng mưa hàng năm và sự phân bố mưa trong năm có thể sơ
bộ đánh giá dược khả năng sử dụng nước mưa để cấp nước cho sinh hoạt và
ăn uống. Nước mưa dễ thu gom, xử lý và sử dụng đơn giản. Chi phí đầu tư và
cấp nước mưa nhỏ. tuy nhiên, việc sử dụng nước mưa còn phụ thuộc vào khả
năng thu nước, điều kiện chứa nước của nhân dân trong khu vực. Trong nước
mưa thiếu một số khoáng chất như iôt, flo, cho con người. Mặt khác do
không khí có mặt phủ bị bụi và vi khuẩn bám dính, hàm lượng cặn và vi
khuẩn gây bệnh trong nước mưa( đặc biệt là trong nước mưa đợt đầu) tương
đối cao. Nước mưa có pH thấp (thường dưới 7,0). Nhiều vùng, do ô nhiễm
SO2, NO2 nước mưa chứa axit sunfuric và axit nitric hàm lượng lớn, làm
cho pH nhiều lúc ở mức thấp dưới 6,0.
Từ xưa, người dân nông thôn Việt Nam có tập quán thu hứng , dự trữ,
dụng nước mưa.  những nơi đó hầu như mỗi một gia đình đều luôn có sn
các dụng cụ chứa nước: bể xây các loại, các cỡ, lu, chum, vại
 các vùng núi cao không có mạch nước ngầm, nước mặt hoặc các vùng
ven biển không có nguồn nước ngọt , thì nước mưa sẽ là nguồn nước chủ yếu
để cấp nước ăn sinh hoạt.
14
Nước mưa được thu hứng từ mái nhà , sân thượng. thậm chí là từ các cây
lớn theo máng dẫn vào các bể chứa, lu hoặc chum vại. Ưu điểm của các giải
pháp cấp nước từ nguồn nước mưa là có thể sử dụng vật liệu địa phương, từng
hộ gia đình có thể áp dụng được.
 những nơi diện tích mái nhà và các công trình không đủ thì cần xây
dựng thêm các sân thu nước mưa . Nước mưa đầu mùa và nước mưa đầu các
trận mưa nói chung có độ nhiễm bẩn cao cần được xả đi . Nếu muốn được sử

xuyên kiểm tra bể để thay cát và thau rửa bể. Nhiều lúc công trình xử lý
lớn tốn diện tích.
1.2.2. Một số mô hình xử lý nước quy mô nhỏ sử dụng nguồn nước mặt
Bên cạnh các tập quán sử dụng nước mưa, tập quán sử dụng nước mặt từ
sông, suối, hồ, ao, kênh rạch cũng rất phổ biến. Từ điều kiện thực trạng của
các loại nguồn nước ở các vùng, nước mặt dù đã bị ô nhiễm, dù không hợp vệ
sinh, rất nhiều nơi vẫn là các nguồn nước chủ lực đảm bảo cuộc sống, sinh
hoạt của hàng chục triệu nông dân Việt Nam.
Với các loại nguồn nước này thường các công trình xử lý gồm các loại như
sau:
• Cụm xử lý bơm tay (hoặc máy) - lọc chậm
Tại các vùng cần làm sạch nước mặt (sông, suối, hồ, đập ) cho các nhu
cầu sinh hoạt, khi các nguồn nước có hàm lượng cặn nhỏ hơn 50mg/l, độ màu
nhỏ hơn 50
P
0
P có thể sử dụng bơm tay (hoặc máy) – lọc chậm (hình 2.2)
Với cấp nước quy mô phân tán (áp dụng cho khi phục vụ cho hộ gia đình
hoặc nhóm hộ gia đình khoảng từ vài người đến vài chục người) bể lọc chậm
sẽ được dùng để xử lý với ưu điểm không phải dùng hóa chất, quản lý vận
hành đơn giản, hiệu quả xử lý cao phù hợp với điều kiện và trình độ quản lý
17
của cộng đồng, Nhược điểm của công trình là là chiếm nhiều diện tích và quá
trình rửa lọc phải làm thủ công không tự động hóa được Hình 1.2 Bể lọc chậm
Ưu điểm:
18
- Dễ xây dựng và vận hành có thể sử dụng các vật liệu ở địa phương để xây

Trích đoạn Dõy chuyền cụng nghệ ứng dụng lọc tự rửa dựng nước ngầm trong cấp nước quy mụ nhỏ Vận hành mụ hỡnh lọc tự rửa

---